Исследователи установили причину быстрой деградации приборов космических зондов, предназначенных для исследования Солнца.
Обсерватория солнечной динамики НАСА и европейская обсерватория SOHO столкнулись с одинаковой проблемой: уже через несколько месяцев значительно снижалось качество работы приборов, предназначенных для изучения экстремального ультрафиолетового излучения. Группа исследователей под руководством Национального института стандартов и технологий США установила, что быстрая деградация приборов связана с каплями воды на поверхности зеркал.
Фильтры для работы с экстремальным ультрафиолетом сделаны из алюминия. Такие поверхности обычно покрыты слоем оксида, который возникает, когда атомы кислорода связываются с атомами алюминия. Ультрафиолетовый свет увеличивает скорость окисления, вызывая образование дополнительных слоев оксида. При увеличении количества окисленного металла фильтр затуманивается и перестает пропускать световые волны, которые он должен отслеживать.
Деградация фильтров для экстремального ультрафиолета, которые использовали в космосе. Изображение: Andrew Jones/LASP
В космосе фактически отсутствует свободный кислород, поэтому при проектировании космических обсерваторий исследователи не принимали окисление в расчет. Тем не менее серия экспериментов показала, что наличие водяного пара на поверхности играет ту же роль: при постоянном воздействии ультрафиолета молекулы воды распадаются, а атомы кислорода связываются с алюминием.
Исследователи также установили, что вода попадает на телескопы вместе с теплозащитными материалами, которые предохраняют отдельные компоненты космических аппаратов от экстремально низких температур. Они сделаны из слоев тонкого листа полиэтилентерефталата (ПЭТ), покрытого отражающим металлом.
Этот пластик поглощает и удерживает воду из атмосферы в процессе изготовления и использования на Земле. На орбите, когда на него попадает солнечное тепло, он начинает испарять воду, капли которой оседают на алюминиевых поверхностях, вызывая их разрушение. Исследователи полагают, что открытие процесса разрушения поможет продлить срок службы приборов будущих космических миссий.
Источник: hightech.fm
