大多数航天器依赖太阳能作为主要能源。搜索具有高功率转化效率(PCE)的轻质和成本效果源导致有机无机金属卤化物钙钛矿太阳能电池(PSC)的发展。在本文中,在模拟的空间环境(例如热循环应力,高空气管,紫外线辐射和振动)中,比较了针对轨内立方体的不同孔传输材料(HTM)的PSC的性能。结果表明,即使有机和有机HTM显示出优质的初始PCE,碳HTM PSC在稳定性方面胜过它们,并且在太空中更实用。本文还讨论了卫星任务,并开发了硬件,以在板上进行第一次证明perovsk-Ite太阳能电池,以收集有关低年度轨道中钙钛矿太阳能电池性能以及如何进行地面测试结果的轨道内信息。
恶劣的环境条件要求航天器配备精确的热管理系统。11 已有多项研究致力于直接和逆传热技术,用于测量和监测航天器在极端条件下(例如进入大气层 12 和其他类似应用)的表面温度和关键参数。13 – 15 虽然在太空任务期间保证航天器的安全至关重要且具有挑战性,但为宇航员维持适宜居住的环境则更加复杂。在地球上,暖通空调系统被认为很重要,因为它们为建筑环境中的人员提供热舒适度。然而,对于外层空间应用,适当的环境控制不仅关乎舒适,还关乎生存。国际空间站是太空环境控制需求的绝佳典范,三至六名机组人员将在太空中长期工作。为国际空间站的机组人员提供适宜居住的舒适环境至关重要,必须解决这方面的各种挑战,包括温度控制、通风、氧气生产和水。
已经研究了在太空环境中使用地球边界焊接技术的可行性。关于太空焊接的文献调查揭示了不同国家所做的工作的许多方面。调查表明需要更详细地关注,因为自 1984 年 7 月(Salyut-7)以来,没有在太空进行过焊接实验。解决不同焊接工艺的特殊性(例如环境限制)有助于评估和分析所选工艺。为了研究焊接工艺的使用,还应该分析测试焊接产生的方法。因此,对可能在太空环境中使用的无损检测 (NDT) 技术进行了评估。对各种 NDT 技术的比较显示了以前未考虑过的参数,例如要焊接的材料和要使用的焊接工艺类型。最有可能在太空环境中使用的候选技术是超声波、射线照相和涡流技术。尽管数学建模不是论文的主要部分,但为了研究重力对焊接池中缺陷形成(尤其是隆起)的影响,我们采用了现有模型。地球环境以及航天器内部模拟的太空环境产生了不同的结果。
交联乙烯-四氟乙烯 (X-ETFE) 因其出色的耐热、抗蠕变和抗电弧跟踪性能而常用作航天器中的电缆护套材料。2003 年,Midori-II(先进地球观测卫星-II:ADEOS-II)由于电力供应减少而停止提供观测数据。异常原因被确定为太阳能桨上的放电事件;线束损坏被认为是放电的可能诱因。随后,JAXA 评估了由 X-ETFE 制成的电缆护套的退化情况。对于 Midori-II 任务,最严重的环境因素是高温;循环温度测试显示产生了裂纹。此外,地面测试结果表明,护套材料因原子氧 (AO)、电子束 (EB) 和紫外线 (UV) 照射等空间环境影响而退化。特别是,由紫外线引起的褐变相当严重,高温尤其加剧。不同温度下紫外线照射对 X-ETFE 聚合物太阳吸收率变化的影响。与低于 313K 时相比,373K 样品的太阳吸收率下降很快。太阳紫外线引起的褐变增加了空间材料的太阳吸收率(导致温度进一步升高),从而导致恶性循环。评估后,JAXA 提出建议,X-ETFE 电缆护套不应暴露在太空环境中。本文介绍了空间环境对 X-ETFE 聚合物(SPEC 55 电线和电缆;Raychem – Tyco Electronics Corp.)影响的评估结果:紫外线、AO 和电子束 (EB) 辐照。1. 简介
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