その場測定による高分子材料の宇宙軌道上紫外線劣化に関する基礎的研究

利用原位测量进行空间轨道上聚合物材料紫外降解的基础研究

基本信息

批准号：
22H01729
负责人：
岩田稔
金额：
$ 10.98万
依托单位：
Kyushu Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2027-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では地球を周回するあらゆる人工衛星の材料劣化で問題となる紫外線に注目し、地上とは異なる真空紫外線を含む実宇宙環境の紫外線劣化模擬の基盤となる学術的知見を得ることを目的としている。本研究ではクラスター型「その場測定」設備の特徴を生かし、「その場測定」と従来の空気中での評価手法での紫外線劣化を比較し、空気中での測定がどのくらい結果をかき乱すのかについて評価を行った。この結果、酸素に加えて水も影響を与えることが分かった。照射波長領域の異なる２種類のランプ（重水素ランプおよびキセノンランプ）を使用し、各種高分子材料の紫外線劣化を評価した結果、どちらの光源による紫外線劣化が顕著か、は材料により異なることが分かった。これと合わせて紫外線と熱との複合的な効果の有無について研究を進めるために、紫外線照射設備における照射条件を様々に変更して紫外線と熱の負荷環境を整理すると共に、照射中の温度制御と真空中その場測定を両立できる設備の検討を行った。紫外線劣化について地上模擬試験方法の妥当性を検証するための手段として、軌道上曝露試験の実施を検討しており、実宇宙軌道上における紫外線劣化以外の要因を分離・排除するため、光学窓を用いた環境分離手法を検討した。国際宇宙ステーションの日本実験棟「きぼう」の簡易曝露装置（ExBAS）における曝露試験片に対する要求仕様を確認すると共に、光学窓候補材料を選定し、光学窓が曝される宇宙環境要因を整理してどのくらいの量に曝露されるかを検討した。

本研究的重点是紫外光，这是所有绕地球运行的人造卫星材料劣化的一个问题，旨在获得学术知识，作为模拟真实空间环境中的紫外光劣化的基础，其中包括真空紫外光光，与地面上的光不同。在本研究中，我们将利用集群式“原位测量”设备的特点，将“原位测量”中的紫外线降解与空气中的常规评估方法进行比较，并考察空气中的测量对结果的干扰程度我们进行了评估。结果显示，除了氧气之外，水也有影响。使用两种不同照射波长范围的灯（氘灯和氙灯）评估各种聚合物材料的紫外线劣化，结果发现哪种光源引起更明显的紫外线劣化取决于材料。另外，为了进一步研究是否存在紫外线和热的综合作用，我们将各种改变紫外线照射设备内的照射条件，以整理紫外线和热的负荷环境，并控制期间的温度。我们研究了可以在真空中进行原位测量的设备。我们正在考虑进行在轨暴露测试，以验证地面紫外线降解模拟测试方法的有效性。所使用的环境隔离方法。除了确认国际空间站日本实验舱“希望”的曝光系统（ExBAS）中曝光测试件的要求规格外，我们还选择了光学窗口的候选材料，并组织了光学窗口所影响的空间环境因素。我们调查了人们接触的程度。