帕克太阳探测器热防护系统研究及启示

发布时间：2021-03-31 06:27

　　帕克太阳探测器（Parker Solar Probe, PSP）是以现代太阳风和磁重联理论的奠基人——尤金·纽曼·帕克（Eugene Newman Parker）命名的航天器,将穿过太阳的日冕层,探测人类从未探测过的区域,对日冕和太阳风的起源和动力学特征进行直接探测,有望破解日冕高温和太阳风加速度奇高这两大谜团,其热防护系统遇到的困难和挑战远超目前所有航天器。首先介绍了探测太阳的意义和帕克太阳探测器的科学目标,然后简述了帕克太阳探测器轨道和轨道热环境并指出热防护的难点。分析了帕克太阳探测器热防护系统的结构,然后详细阐述了热防护系统的热盾及迎日涂层、太阳能电池板及冷却系统设计,最后总结了帕克太阳探测器热防护系统对我国抵近太阳探测器热防护系统设计的启示。 

【文章来源】：天文研究与技术. 2020,17(04)CSCD

【文章页数】：10 页

【图文】：

不同纯度的氧化铝陶瓷的反光率曲线

图1 不同纯度的氧化铝陶瓷的反光率曲线帕克太阳探测器技术人员还研究了不同初始氧化铝粉末颗粒尺寸下制备的氧化铝陶瓷的光学特性差异。相同屏蔽涂层和热处理时,初始颗粒尺寸为15～45 μm的Metco 105NS氧化铝粉末和初始颗粒尺寸为4～30 μm的Metco 105SFP氧化铝粉末,制备的氧化铝陶瓷的光谱反射率如图3[4]。其中红色曲线对应用Metco 105SFP制备的陶瓷涂层,蓝色曲线对应Metco 105NS。小尺寸氧化铝粉末颗粒制备的氧化铝陶瓷的光谱反射率低于大尺寸颗粒,且波长越短,反射率差别越大,7 μm以上的长波红外波段,两者反射率相差不大。因此,小尺寸氧化铝粉末颗粒制备的氧化铝陶瓷的太阳吸收率大于大尺寸颗粒,热发射率则相差不大。

帕克太阳探测器技术人员还研究了不同初始氧化铝粉末颗粒尺寸下制备的氧化铝陶瓷的光学特性差异。相同屏蔽涂层和热处理时,初始颗粒尺寸为15～45 μm的Metco 105NS氧化铝粉末和初始颗粒尺寸为4～30 μm的Metco 105SFP氧化铝粉末,制备的氧化铝陶瓷的光谱反射率如图3[4]。其中红色曲线对应用Metco 105SFP制备的陶瓷涂层,蓝色曲线对应Metco 105NS。小尺寸氧化铝粉末颗粒制备的氧化铝陶瓷的光谱反射率低于大尺寸颗粒,且波长越短,反射率差别越大,7 μm以上的长波红外波段,两者反射率相差不大。因此,小尺寸氧化铝粉末颗粒制备的氧化铝陶瓷的太阳吸收率大于大尺寸颗粒,热发射率则相差不大。2.2 热 盾

【参考文献】：
期刊论文
[1]太阳爆发的抵近探测[J]. 林隽,汪敏,田晖,宋红强,符慧山,黄旻,吕群波,张伟杰,张贤国,张坤毅,李明涛,张艺腾,金振宇,陈东,尹增山,邓雷,毛羽丰,李燕,梅志星,叶景.  中国科学:物理学 力学 天文学. 2019(05)
[2]等离子喷涂氧化铝复合涂层的研究进展[J]. 路广明,刘宏伟,乌日开西·艾依提.  热加工工艺. 2018(06)
[3]MgO和烧结温度对Al2O3陶瓷致密化过程的影响[J]. 程诚,纪箴,贾成厂,王召利,黄小泓,王聪瑜.  粉末冶金技术. 2015(04)
[4]C/C复合材料的高温抗氧化防护研究进展[J]. 杨鑫,黄启忠,苏哲安,常新.  宇航材料工艺. 2014(01)
[5]国内C/C复合材料基体改性研究进展[J]. 付前刚,李贺军,沈学涛,李克智.  中国材料进展. 2011(11)
[6]稀土与激光表面重熔对喷涂层耐蚀性的影响[J]. 李淑华,邵德春.  材料科学与工艺. 1994(02)



本文编号：3110968