空间微小碎片环境下航天器光学材料性能演化与机理研究

基本信息
批准号:41274191
项目类别:面上项目
资助金额:70.00
负责人:魏强
学科分类:
依托单位:天津大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:白羽,王志浩,郑慧奇,王丹,宋丽红,高承
关键词:
高速撞击空间环境效应光学材料微小碎片激光飞片
结项摘要

Along with the increasing frequency of human space activities, the quantity of space debris is ever increasing, which greatly threatens the obiting space vehicle. It is important to study the ground simulation of space micro-debris and the impact effects and cumulative damage. Based on the combination of different subjects including materials, physics and space environment, the project pays attention to the relationship between material mcrio-mechanism and macro-performance, and researches the interaction between space micro-debris environment and optical materials by the predominance which the impact damage is relative to the corresponding debris particle. The ground simulation equivalent theory of space micro-debris is investigated in the aspects of basic science on basis of the analyzing parameter of the space debris environment, and the synergetic effect mechanism of space micro-debris and thermal environment is revealed. By taking the typical optical glass, metal mirror and optical materials with film structure as the research object, mciro-debris impact effects and mechanism of optical materials is analyzed, and the impact damage model is founded. The performance degradation of optical materials is evaluated after micro-debris impact by expounding the relation between damage mechanism of optical materials and evolution of optical properties. The optical properties evolution model of optical materials under cumulative impacts of mciro-debris is established by the discussion on assessment method of micro-debris cumulative damage. The studies will help to contribute the theory and technology support for safe operation of optical materials under space micro-debris environment, and offer the science reference to the research and design of space optical materials.

随着人类太空活动日益频繁,空间碎片数量逐年大幅增加,对在轨航天器的威胁日益增加。开展空间微小碎片环境模拟、航天器光学材料碎片撞击效应和累积损伤具有重要意义。本项目拟将空间环境-物理-材料等不同学科结合,注重材料微观机制与宏观性能间的有机联系,基于激光驱动飞片模拟技术可将撞击损伤与具体碎片粒子相对应的优势,考察空间微小碎片环境与光学材料之间的交互作用。在空间环境剪裁的基础上,从基础科学层面阐明空间微小碎片地面模拟等效理论,揭示微小碎片与热环境协同作用机理。以典型光学玻璃、金属反射镜和膜层结构光学材料为研究对象,分析光学材料微小碎片撞击损伤效应和机制,建立撞击损伤模型;阐述光学材料损伤机制与光学性能演化规律相互关系,评价撞击损伤下光学材料性能退化规律;探讨碎片累积损伤评价方法,建立累积撞击光学性能演化模型;本研究将为空间微小碎片环境下空间光学材料的安全运行和科学设计提供理论支持。

项目摘要

随着人类太空活动日益频繁,空间碎片数量逐年大幅增加,对在轨航天器的威胁日益增加。开展空间微小碎片环境模拟、航天器光学材料碎片撞击效应和累积损伤具有重要意义。基于激光驱动飞片模拟技术可将撞击损伤与具体碎片粒子相对应的优势,考察了空间微小碎片环境与光学材料之间的交互作用。以典型光学玻璃、金属反射镜和膜层结构等光学材料为研究对象,分析了光学材料微小碎片撞击损伤效应和机制,建立了撞击损伤模型;阐述了光学材料损伤机制与光学性能演化规律相互关系,评价了撞击损伤下光学材料性能退化规律;探讨了碎片累积损伤评价方法本研究。在此基础上,开展撞击污染和结构损伤效应的监测与防护研究,提出了基于材料响应的空间环境高通量地面模拟方法,深入开展了激光烧蚀材料技术,并对空间陨石撞击坑的形成机制进行了探索。本项目研究将为空间微小碎片环境下空间光学材料的安全运行和科学设计提供理论支持,实现了高通量低成本的空间环境地面模拟,研究成果在相关领域也具有一定的理论与应用价值。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

一种基于多层设计空间缩减策略的近似高维优化方法

DOI:10.1051/jnwpu/20213920292
发表时间:2021
2

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器

基于腔内级联变频的0.63μm波段多波长激光器

DOI:10.3788/CJL201946.0801003
发表时间:2019
3

基于主体视角的历史街区地方感差异研究———以北京南锣鼓巷为例

基于主体视角的历史街区地方感差异研究———以北京南锣鼓巷为例

DOI:
发表时间:2019
4

长链基因间非编码RNA 00681竞争性结合miR-16促进黑素瘤细胞侵袭和迁移

长链基因间非编码RNA 00681竞争性结合miR-16促进黑素瘤细胞侵袭和迁移

DOI:
发表时间:2021
5

贵州织金洞洞穴CO2的来源及其空间分布特征

贵州织金洞洞穴CO2的来源及其空间分布特征

DOI:
发表时间:2016

魏强的其他基金

批准号:81370855
批准年份:2013
资助金额:70.00
项目类别:面上项目
批准号:31160180
批准年份:2011
资助金额:50.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30973013
批准年份:2009
资助金额:30.00
项目类别:面上项目
批准号:30940072
批准年份:2009
资助金额:10.00
项目类别:专项基金项目
批准号:21805296
批准年份:2018
资助金额:27.50
项目类别:青年科学基金项目
批准号:51873146
批准年份:2018
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:10705021
批准年份:2007
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31301808
批准年份:2013
资助金额:23.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:U1462117
批准年份:2014
资助金额:60.00
项目类别:联合基金项目
批准号:11047125
批准年份:2010
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
批准号:31201865
批准年份:2012
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81601187
批准年份:2016
资助金额:17.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81872092
批准年份:2018
资助金额:54.00
项目类别:面上项目
批准号:81770756
批准年份:2017
资助金额:56.00
项目类别:面上项目
批准号:30772171
批准年份:2007
资助金额:28.00
项目类别:面上项目
批准号:31670602
批准年份:2016
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
批准号:41902169
批准年份:2019
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:81803110
批准年份:2018
资助金额:21.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:11204392
批准年份:2012
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

空间微小碎片撞击诱发放电机理研究

批准号:41174163
批准年份:2011
负责人:黄建国
学科分类:D0412
资助金额:80.00
项目类别:面上项目
2

微小碎片与原子氧暴露对Kapton薄膜光学性能演化的协同效应与机理

批准号:51873146
批准年份:2018
负责人:魏强
学科分类:E0305
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
3

Kapton/Al薄膜在微小空间碎片冲击下的物理化学特性研究

批准号:11002162
批准年份:2010
负责人:冉宪文
学科分类:A1202
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

空间辐射环境下航天器薄膜材料力学性能退化及机理研究

批准号:41174166
批准年份:2011
负责人:沈自才
学科分类:D0412
资助金额:52.00
项目类别:面上项目