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距離地面200~600km之間的低地球軌道（Low Earth Orbit， LEO）空間，是對地觀測衛(wèi)星，氣象衛(wèi)星，空間站等航天器的主要運(yùn)行區(qū)域，但由于地球軌道環(huán)境存在原子氧、紫外輻射、粒子輻射、高真空、等離子體、熱循環(huán)以及微流星體與空間碎片的風(fēng)險，對航天器的使用壽命和穩(wěn)定性存在嚴(yán)重威脅，其中原子氧、紫外輻射、高真空 、真空熱循環(huán)對航天器表面材料會產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷效應(yīng)，影響材料尺寸穩(wěn)定性、物理性能及機(jī)械性能。

一、原子氧作為LEO環(huán)境中的主要組分，它具有很強(qiáng)的氧化性。當(dāng)飛行器以軌道速度在LEO中運(yùn)行時，原子氧以4~5eV的動能撞擊飛行器材料表面。原子氧與材料之間的相互作用會造成表面材料剝蝕及材料性能退化，它對有機(jī)材料的腐蝕作用還會產(chǎn)生可凝聚的氣體生成物，進(jìn)而航天器的光學(xué)儀器及其它設(shè)備。

加拿大SimulTek公司2020新開發(fā)的原子氧效應(yīng)地面模擬實(shí)驗(yàn)艙CompactAO，

1. 采用二氧化碳激光器加熱分解產(chǎn)生原子氧束，可同時滿足能量為5eV和通量為3~5×10¹⁵ atoms/cm²/s的嚴(yán)苛條件，其試驗(yàn)結(jié)果與LEO飛行暴露試驗(yàn)結(jié)果符合程度很高，被認(rèn)為是目前實(shí)現(xiàn)定性和定量進(jìn)行原子氧效應(yīng)地面模擬的有效手段。

2. AtomixTM 4.0原子氧模擬系統(tǒng)控制軟件，提供手動操作和自動操作兩種操作模式。

自動模式：用于根據(jù)預(yù)設(shè)試驗(yàn)條件，自動啟動試驗(yàn)

手動模式：允許用戶控制全部的操作參數(shù)和調(diào)節(jié)原子氧源參數(shù)

二、同時，為了研究各種空間環(huán)境的協(xié)同作用，SimulTek公司開發(fā)了低地球軌道環(huán)境效應(yīng)模擬實(shí)驗(yàn)艙，和行星環(huán)境模擬試驗(yàn)艙（火星、月球環(huán)境），可以對多種航天器候選材料進(jìn)行低軌道環(huán)境效應(yīng)的研究。

研究項目包含：

1.超高真空導(dǎo)致材料尺寸穩(wěn)定性和污染問題的研究

2.紫外輻射/電子輻射/質(zhì)子輻射導(dǎo)致材料表面質(zhì)量損失以及變色等光學(xué)性能變化的研究

3.熱循環(huán)導(dǎo)致材料產(chǎn)生微小裂紋以及熱應(yīng)力作用下材料力學(xué)性能變化的研究

4.原子氧對材料表面腐蝕導(dǎo)致材料尺寸變化，質(zhì)量損失，力學(xué)性能退化的研究

5.研究材料損傷理論、性能演化理論、壽命預(yù)測理論、防護(hù)理論以及加速試驗(yàn)原理