离子推力器羽流钼原子沉积对卫星OSR片热控性能影响的仿真分析

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1、V01．25No．3航天器工程第25卷第3期52SPACECRAFTENGINEERING2016年6月离子推力器羽流钼原子沉积对卫星OSR片热控性能影响的仿真分析林骁雄温正陶家生(中国空间技术研究院通信卫星事业部，北京100094)摘要离子推力器栅极组件中溅射出的钼原子随束流飞出，部分沉积在卫星光学太阳反射镜(OSR)表面，会对其热控性能产生影响。文章结合推力器与OSR片的相对位置，得到钼原子在OSR表面的分布；根据沉积厚度得到钼膜及复合膜的发射率和吸收比分布；根据OSR表面的热平衡方程，得到其温度分布，从而获得了钼原子沉积对OSR片热控性能的影响

2、。结果表明：钼原子沉积引起OSR片的吸收比增加，OSR片温度升高最大为几十摄氏度，对温度变化较为敏感的设备应避免安装在推力器周围。关键词离子推力器；光学太阳反射镜；钼原子沉积；沉积厚度；热控性能中图分类号：V439．2文献标志码：ADOI：10．3969／j．issn．1673—8748．2016．03．008SimulationAnalysisofDepositionEffectofMolyenumAtomsFromIonThrusterPlumeonSatelliteOSRThermalPropertiesLINXiaoxiongWENZheng

3、TAOJiasheng(InstituteofTelecommunicationSatellite，ChinaAcademyofSpaceTechnology，Beijing100094，China)Abstract：AnanalysisispresentedofdegenerationofthethermalpropertiesofOSR(OpticalSo—larReflector)resultingfromthindepositsofmolybdenumsputteredfromionthrustergrid．Basedontherelativ

4、epositionofionthrusterandOSR，adepositiondistributionofmolybdenumatomsonOSRsurfaceiscomputed，thentheabsorptanceandemittanceofcompositefilmaregottenbasedonthedepositionthickness，andfinallyelevatedtemperatureisanalyzedbasedontheheatbalanceequation．Itisshownthatafewmonolayersofmoly

5、bdenumdepositionontheOSRsur—facewillseriouslydegradeitsperformancewithanincreaseoftemperatureuptotensofdegreescentigradearoundthethruster，whichmeansthattemperature-sensitiveinstrumentsshouldnotbemountedneartheionthruster．Keywords：ionthruster；OSR(opticalsolarreflector)；molybdenu

6、mdeposition；depositionthick—ness；thermalproperty引言热控涂层是卫星热控系统的重要组成部分，其作用是通过调节卫星表面的太阳吸收比和红外发射率来控制卫星表面的热平衡‘¨，以有效地控制卫星的温度，使内部仪器、设备的温度在允许范围之内，保证卫星的正常工作。光学太阳反射镜(Optical收稿日期：2015—11-23；修回日期：2016—04—18作者简介：林骁雄，男，硕士研究生，研究方向为卫星电推进系统总体设计。Email：linxiaoxiong一1990@163．com．。第3期林骁雄等：离子推力器羽流钼原

7、子沉积对卫星OSR片热控性能影响的仿真分析53SolarReflector，OSR)是目前广泛应用的热控涂层，具有较低的吸收一辐射比。OSR片如果被污染，会导致热辐射性质发生变化，引起卫星温度的改变。在应用离子推力器的卫星中，钼原子沉积是对OSR片热控性能非常重要的影响因素。从目前对离子推力器羽流的初步分析可知，离子推力器羽流钼原子的沉积量是几纳米到几百纳米厚，这个量值和光学膜系厚度相当，可能会改变OSR片的性质[2]，从而导致其热控性能的改变，影响卫星的温度水平。因此，深入研究OSR片热控性能在离子推力器羽流钼原子沉积影响下的退化规律，具有重要意义

8、。文献[3]中通过数值模拟得到了钼原子的空间分布，但是没有进一步分析对卫星OSR片热控性能的影响。文献[-4