Курсова робота
На тему
Вплив космічної радіації на сонячні батареї штучних супутників Землі і способи захисту
Зміст
Введення
Космічна радіація
Радіаційна деградація ФП і СБ
Деградація оптичних параметрів ФП
Висновок
Таблиці
Список літератури
Введення
Досвід експлуатації сонячних батарей на супутниках показав, що існуючі в навколоземному космічному просторі потоки корпускулярної радіації роблять сильний руйнівний вплив на фотоелементи. Корпускулярна радіація складається з:
-Космічних променів, що мають галактичне походження, що складаються в основному з протонів, а також легких ядер (мають низьку інтенсивність і тому не небезпечні для сонячних батарей).
-Космічних променів, що з'являються в результаті спалахів на Сонці. Триває таке випромінювання від декількох годин до діб і складається, в основному, з протонів. Спостерігається через 2-3 роки після максимуму 11-річного циклу сонячної активності.
-Частинки, захоплені магнітним полем землі. Вони становлять найбільшу небезпеку для сонячних батарей, так як вони діють безперервно.
Залежно від висоти орбіти супутника, перераховані фактори впливають по-різному. Відповідно, і методи захисту будуть різними.
Космічна радіація
У 50-і роки в космічному просторі встановлено наявність потоків заряджених частинок (електронів, протонів, О±-частинок), захоплених магнітним полем Землі. У таблиці 1 вказано склад космічного корпускулярного випромінювання залежно від висоти польоту КА.
Щільність радіаційних потоків і енергія містяться в них частинок розподілена в космічному просторі нерівномірно. Найбільша щільність частинок відзначена у двох ділянках простору, званих радіаційними поясами Землі. Виникнення їх обумовлено магнітними полюсами нашої планети. Воно захоплює потрапляють в нього заряджені частинки, в результаті чого магнітосфера землі заповнюється електронами, протонами, а також іонами різних енергій. Їх сукупність утворює радіаційні пояси, умовно розділяються на зовнішній і внутрішній. Положення їх у просторі можна виразити величиною L, відповідне відстані до осі формуючого магнітне поле Землі диполя. Ця величина виражена у одиницях радіуса Землі - 6370 км. Зазначені пояса розташовані симетрично щодо земної поверхні внаслідок як зміщення диполя щодо осі Землі, так і наявності Південно-Антарктичної магнітної аномалії. Внутрішній пояс розташований в інтервалі I, 2
Основним негативним впливом космічної радіації є створення додаткових центрів рекомбінації шляхом зміщення атомів напівпровідникового матеріалу ФП в междоузлии. Найбільший ефект викликають електрони з енергією 0,2 ... 1,0 МеВ і протони з енергією 4 ... 40 МеВ.
Протонна складова радіації поясів стабільна в часі. При цьому просторовий розподіл потоків протонів не співпадає з електронним. У підсумку максимальна інтенсивність протонів з енергіями 1 ... 2 МеВ відзначена в зазорі між поясами, причому із зростанням енергії цих частинок вона зміщується ближче до Землі.
Радіаційні пояси є і у інших планет Сонячної системи. Сильне магнітне поле Юпітера, магнітосфера якого поширюється на відстань приблизно 100 його радіусів, створює інтенсивні потоки заряджених частинок. Дуже великі потоки електронів високих енергій у внутрішньому поясі цієї планети (L <10Rюп) майже відсутні в радіаційних поясах Землі. У зовнішньому радіаційному поясі (20Rюп> L> 100Rюп) інтенсивність потоків знижується на 3 - 4 порядку, але все ж вони можуть становити небезпеку для сонячних батарей НО, направляються до цієї планети. Магнітним полем володіє і Меркурій, але воно значно слабше земного і не створює зон стабільного захоплення заряджених частинок. Проте в магнітосфері цієї планети зареєстровані потоки електронів з енергіями більше 0,3 МеВ, що значно перевищує фоновий рівень міжпланетного простору.
Джерелом радіаційного впливу на СБ КА може бути так само і сонячне космічне випромінювання, що виникає в результаті спалахів на сонці. Це явище с...
