[发明专利]一种大尺度多因素空间辐照环境集成模拟装置及模拟方法

说明书

本发明提出了一种大尺度多因素空间辐照环境集成模拟方法，属于空间环境模拟技术领域。解决了现有环境模拟装置难以对空间综合辐照环境进行模拟的问题。它包括容器系统、热沉系统、真空系统、低温系统、太阳模拟器、紫外辐照源、粒子辐照源、样品台和测控系统，所述热沉系统安装在容器系统的内壁，所述真空系统与容器系统相连，所述低温系统与热沉系统相连，所述太阳模拟器、紫外辐照源和粒子辐照源均设置在容器系统的顶部，所述样品台安装在容器系统的内部，所述测控系统与热沉系统、真空系统、低温系统、太阳模拟器、紫外辐照源和粒子辐照源控制相连。它主要用于空间综合辐照环境的地面模拟。

技术领域

本发明属于空间环境模拟技术领域，特别是涉及一种大尺度多因素空间辐照环境集成模拟装置及模拟方法。

背景技术

地球外苛刻的空间环境会导致航天器故障频发。据统计，空间环境导致了40％左右的航天器故障，是影响航天器长寿命高可靠运行的根本问题之一。我国航天发射任务稳居世界前列，但对复杂空间环境与物质作用的物理本质认识不足。国内现有大型空间环境模拟装置可模拟一种或两种环境因素，仅能满足工程试验要求，难以揭示综合环境效应规律及物理本质，无法支撑原创性基础科学研究。因此，急需构建国际一流水平的大型综合环境地面模拟装置，突破地面单因素模拟的局限，以便开展瓶颈问题攻坚，自主发展新材料、新器件，从根本上解决制约我国航天技术跨跃式发展的关键问题。

发明内容

本发明为了解决现有技术中的问题，提出一种大尺度多因素空间辐照环境集成模拟装置及模拟方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种大尺度多因素空间辐照环境集成模拟装置，它包括容器系统、热沉系统、真空系统、低温系统、太阳模拟器、紫外辐照源、粒子辐照源、样品台和测控系统，所述热沉系统安装在容器系统的内壁，所述真空系统与容器系统相连，所述低温系统与热沉系统相连，所述太阳模拟器、紫外辐照源和粒子辐照源均设置在容器系统的顶部，所述样品台安装在容器系统的内部，所述测控系统与热沉系统、真空系统、低温系统、太阳模拟器、紫外辐照源和粒子辐照源控制相连。

更进一步的，所述粒子辐照源包括一个1.2MeV电子加速器系统、一个200keV电子加速器系统和两个2MV串列离子加速器系统，并分布在容器系统顶部的三个接口上。

更进一步的，所述热沉系统包括铝制板材和管材，所述管材与低温系统相连，所述铝制板材和管材内壁面上均喷涂黑漆。

更进一步的，所述真空系统包括粗抽机组、分子泵系统、低温泵系统、管路系统、阀门系统、负压系统和压力测量系统，所述粗抽机组包括三台抽速740m³/h的干泵和三台抽速3400m³/h的罗茨泵，分子泵系统包括两台抽速2000L/s的分子泵和一台抽速160m³/h的前级干泵，低温泵系统包括十台DN500口径、抽速10000L/s的低温泵和两台抽速160m³/h的前级干泵。

更进一步的，所述真空系统与容器系统的连接管路上设置有真空抽气阀门系统和真空复压阀门系统。

更进一步的，所述低温系统包括液氮循环系统、液氮贮存汽化系统、气氮系统、管路系统和阀门系统，所述液氮循环系统包括一个过冷器和三个液氮泵，所述液氮贮存汽化系统包括三个液氮贮槽、一个储气罐、两个空温式汽化器和两个电加热器，所述气氮系统包括两个电加热器、一个冷冻式干燥机和一个压缩机。

更进一步的，所述低温系统通过液氮管路和气氮管路与热沉系统相连，所述液氮管路上设置有液氮阀门系统，所述气氮管路上设置有气氮阀门系统。

更进一步的，所述紫外辐照源包括氘灯阵列，并分布在容器系统顶部的三个接口上。

更进一步的，所述样品台具有升降、二维平移和二维旋转功能。