Плазмохимическая технология очистки от загрязнений иллюминаторов и поверхностей оптических систем КА

При продолжительной эксплуатации на орбите рабочие поверхности оптических систем и иллюминаторов загрязняются пылевыми частицами околообъектовой среды, продуктами жизнедеятельности станции, выхлопов двигателей систем коррекции и стабилизации, деструкции и газовыделения конструкционных материалов наружных поверхностей КА. Для устранения загрязнений необходимо проведение регламентных и профилактических работ по очистке прозрачных элементов оптических систем. Проблема создания технологии и устройства, с применением которых может быть реализовано восстановление прозрачности непосредственно на борту КА, является достаточно сложной и общей для обеспечения продолжительной жизнедеятельности и активной эксплуатации космических аппаратов.

В Институте технической механики НАНУ и НКАУ разработана технология и создано устройство для плазмохимической очистки поверхностей струей кислородной плазмы. Устройство представляет собой автономный компактный блок, который может устанавливаться стационарно на поверхности космического аппарата или использоваться космонавтом при выходе в открытый космос. Блок включает в себя источник плазменной струи, систему подачи рабочего газа и систему управления. Для получения кислорода используется твердое тело, что обеспечивает малые габариты, простоту, удобство и безопасность эксплуатации, высокую надежность системы хранения рабочего вещества на протяжении продолжительного срока функционирования на орбите.

Ионно-плазменным источником является ускоритель с замкнутым дрейфом электронов и протяженной зоной ускорения, в котором для формирования потока, фокусировки ионов и нейтрализации объемного заряда применен металлический экран-раструб, эмиттирующий фото- и вторичные электроны. Вторично-эмиссионные процессы обусловлены воздействием ультрафиолетового излучения плазмы и ионов потока. Это значительно упрощает конструкцию ускорителя и систему в целом. Твердое рабочее тело хранится в специальной капсуле. Для подачи и регулирования расхода кислорода, являющегося продуктом термического разложения твердого рабочего тела, применена специальная система. Регулирование осуществляется изменением мощности нагревателя цепью обратной связи по разрядному току ускорителя.

Внешний вид блока плазмохимической очистки Источник плазмы с системой подачи

Внешний вид блока плазмохимической очистки

Источник плазмы с системой подачи рабочего газа

По сравнению с другими методами технология плазмохимической очистки с использованием струй кислородной плазмы с энергией ионов до 600 эВ является наиболее экономичным, щадящим для обрабатываемой поверхности, эффективным, имеющим наибольшую по площади обрабатываемую поверхность, простым, надежным и неприхотливым методом.


© 2001 Институт технической механики НАНУ и НКАУ