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距離地面200~600km之間的低地球軌道（Low Earth Orbit， LEO）空間，是對地觀測衛(wèi)星，氣象衛(wèi)星，空間站等航天器的主要運(yùn)行區(qū)域，但由于地球軌道環(huán)境存在原子氧、紫外輻射、粒子輻射、高真空、等離子體、熱循環(huán)以及微流星體與空間碎片的風(fēng)險，對航天器的使用壽命和穩(wěn)定性存在嚴(yán)重威脅，其中原子氧、紫外輻射、高真空 、真空熱循環(huán)對航天器表面材料會產(chǎn)生嚴(yán)重的損傷效應(yīng)，影響材料尺寸穩(wěn)定性、物理性能及機(jī)械性能。

一、原子氧作為LEO環(huán)境中的主要組分，它具有很強(qiáng)的氧化性。當(dāng)飛行器以軌道速度在LEO中運(yùn)行時，原子氧以4~5eV的動能撞擊飛行器材料表面。原子氧與材料之間的相互作用會造成表面材料剝蝕及材料性能退化，它對有機(jī)材料的腐蝕作用還會產(chǎn)生可凝聚的氣體生成物，進(jìn)而航天器的光學(xué)儀器及其它設(shè)備。

加拿大SimulTek公司的原子氧效應(yīng)地面模擬實(shí)驗艙LEO-ESS

1. 采用二氧化碳激光器加熱分解產(chǎn)生原子氧束，可同時滿足能量為5eV和通量為3~5×10¹⁵ atoms/cm2 /s的嚴(yán)苛條件，其試驗結(jié)果與LEO飛行暴露試驗結(jié)果符合程度很高，被認(rèn)為是目前實(shí)現(xiàn)定性和定量進(jìn)行原子氧效應(yīng)地面模擬的有效手段。

二、同時，為了研究各種空間環(huán)境的協(xié)同作用，SimulTek公司開發(fā)了低地球軌道環(huán)境效應(yīng)模擬實(shí)驗艙，和行星環(huán)境模擬試驗艙（火星、月球環(huán)境），可以對多種航天器候選材料進(jìn)行低軌道環(huán)境效應(yīng)的研究。

研究項目包含：

1.超高真空導(dǎo)致材料尺寸穩(wěn)定性和污染問題的研究

2.紫外輻射/電子輻射/質(zhì)子輻射導(dǎo)致材料表面質(zhì)量損失以及變色等光學(xué)性能變化的研究

3.熱循環(huán)導(dǎo)致材料產(chǎn)生微小裂紋以及熱應(yīng)力作用下材料力學(xué)性能變化的研究

4.原子氧對材料表面腐蝕導(dǎo)致材料尺寸變化，質(zhì)量損失，力學(xué)性能退化的研究

5.研究材料損傷理論、性能演化理論、壽命預(yù)測理論、防護(hù)理論以及加速試驗原理