[发明专利]航天器在轨分子污染吸附装置

说明书

本发明公开了一种航天器在轨分子污染吸附装置，包括基底材料和设置在基底材料之上的吸附剂层或吸附剂膜，基底材料为堇青石，沸石分子筛为吸附剂层，其中，沸石分子筛吸附剂层或膜，所述装置用于设置在航天器的表面上并通过沸石分子筛吸附剂层对其表面上的有机分子污染物进行吸附。本发明降低了航天器该区域内的污染水平，从而阻止污染物分子到达航天器敏感表面，实现航天器的污染控制。

技术领域

本发明属于航天器有效载荷清洁技术领域，具体涉及一种航天器在轨的分子污染吸附装置，以清除空间环境中敏感器件受到的污染。

背景技术

航天器在轨运行期间，当遇到恶劣的环境工况或污染严重时，对航天器的光学系统、热控涂层和太阳能电池盖片的敏感器件产生影响，使之不能正常工作。航天器在轨分子污染吸附技术就是利用吸收力强的吸附材料对污染物分子进行吸附，从而降低航天器该区域内的污染水平，实现在轨清除。目前，NASA已经将此技术应用到哈勃望远镜，并取得了在轨试验数据；而国内目前对在轨清除污染物方面还未进行研究，因此，研究航天器在轨分子污染清除技术显得十分重要。

目前在轨清除污染物方法包括：表面擦洗、高压溶剂喷洗和CO₂冰晶吹洗方法等。经过试验研究发现，表面擦洗和高压溶剂喷洗是去除表面粒子最有效的方法。但是有时这些方法也会对光学表面产生影响，如：当一个光学部件装在一个系统中，不易接触到，要想进行表面擦洗就比较困难，而且表面擦洗容易造成表面的划伤，导致光学元件损坏。在使用液体溶剂冲洗的方法时，溶剂可能会与周围的硬件、电子元件等发生反应，反而使光学表面的污染物增多。CO₂冰晶吹洗方法主要用于在轨颗粒物的清洗。低温制冷设备可以达到在轨污染清除的目的，但是能耗大，寿命短。因此，发展了分子吸附器和分子吸附膜这种创新的清除航天器污染的方法。分子吸附具有体积小、重量轻、易操作和吸附量大等优点。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种航天器在轨分子污染吸附装置，为长寿命、高可靠航天器及污染高度敏感件的提供了一种新型的污染防护手段，解决航天器敏感器件在空间环境下易受污染的难题。

本发明目的是通过如下实现的：

航天器在轨分子污染吸附装置，包括基底材料和设置在基底材料之上的吸附剂层，其中，基底材料为堇青石，沸石分子筛为吸附剂层，其中，沸石分子筛吸附剂层通过水热合成方法复合在堇青石基底上，所述装置用于设置在航天器的表面上并通过沸石分子筛吸附剂层对其表面上的有机分子污染物进行吸附。

其中，所述装置通过固定装置固定在航天器表面上。

其中，沸石分子筛的孔径约为1nm。

其中，沸石分子筛为13X，其硅铝比(Si/Al)为1-1.5。

航天器在轨分子污染吸附装置，包括基底材料和涂覆在基底材料之上的吸附剂膜，其中，基底材料为热控涂层，沸石分子筛为吸附剂层，其中，沸石分子筛吸附剂膜通过喷涂方式复合在基底材料上，所述装置用于设置在航天器的表面上并通过沸石分子筛吸附剂膜对其表面上的有机分子污染物进行吸附。

其中，所述热控涂层为13X分子筛。

其中，沸石分子筛吸附剂膜在不改变分子筛原有属性的特征下，需要较好的黏结性能，以保证其在基底表面不脱落。

与现有技术相比，本发明的航天器在轨分子污染吸附装置，以多孔材料真空环境下吸附有机分子污染物为基础，可用于航天器在轨状态下的光学镜头、太阳电池玻璃盖片等敏感器件周围，直接对污染物实行在轨清除，具有方便、快捷、适用性好、重复性强等特点。

附图说明

图1是本发明一具体实施方式的航天器在轨分子污染吸附装置的结构示意图，其中，分子吸附装置的核心结构为沸石分子筛吸附剂层。