А.А. Дудунов1, А.В. Лукьяненко2, С.Г. Кочура3, И.А. Максимов4, А.Б. Надирадзе5, В.А. Смирнов6, Р.Е. Тихомиров7

1,5 Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет) (Москва, Россия)
2 Институт физики им. Л.В. Киренского СО РАН (г. Красноярск, Россия)
3,4,6,7 АО «Информационные спутниковые системы» им. акад. М.Ф. Решетнева» (г. Железногорск, Россия)
1 lexadudunov489@mail.ru, 2lav@iph.krasn.ru, 3kochura@iss-reshetnev.ru, 4mia@iss-reshetnev.ru,
5 nadiradze@mai.ru, 6smirnov@iss-reshetnev.ru, 7tikhroman@iss-reshetnev.ru

Постановка задачи. При оценивании загрязнения терморегулирующих покрытий космических аппаратов продуктами распыления сетеполотна, формирующего радиоотражающие поверхности рефлекторов антенн, актуальной является проблема достоверности оценок. Необходимо, чтобы модель осаждения описывала закономерности образования пленок загрязнения с учетом величин потоков частиц осаждения и температур поверхностей.

Цель. Повысить достоверность модели осаждения золота на терморегулирующее покрытие типа ОСО-С на основании экспериментально полученных данных об образовании пленок загрязнения в условиях, приближенных к условиям летной эксплуатации космических аппаратов.

Результаты. Получены пленки загрязнения толщиной от 0,16 до 3,5 нм при различных параметрах их образования (плотность потока частиц осаждения в диапазоне 1014…1017 м-2с-1, температура образцов в диапазоне +20…+110°С). Изучены спектральные характеристики облученных образцов. На атомном сканирующем микроскопе исследована шероховатость поверхности образцов с пленкой загрязнения. Методом рентгенофлуоресцентного анализа определен химический состав пленок загрязнения. Выполнен обзор работ, описывающих процессы образования тонких пленок загрязнения и их особенности. Получена зависимость изменения коэффициента поглощения солнечного излучения As терморегулирующего покрытия типа ОСО-С от толщины пленок загрязнения из золота, полученных при сверхмалых потоках частиц осаждения.

Практическая значимость. Установлено, что в условиях летной эксплуатации космических аппаратов конденсация продуктов распыления сетеполотна на поверхности терморегулирующего покрытия типа ОСО-С будет происходить практически во всем диапазоне возможных значений плотности потока частиц и температуры поверхностей. Также экспериментально подтверждено, что пленки загрязнения, образующиеся при сверхмалых скоростях осаждения, имеют увеличенную зернистость и, как следствие, меньшую проводимость, что приводит к меньшему изменению (деградации) коэффициента поглощения солнечного излучения.

Дудунов А.А., Лукьяненко А.В., Кочура С.Г., Максимов И.А., Надирадзе А.Б., Смирнов В.А., Тихомиров Р.Е. Исследования условий образования тонких пленок золота на терморегулирующих покрытиях космических аппаратов // Наукоемкие технологии. 2023. Т. 24. № 7. С. 15−23. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j19998465-202307-02

1. Чиров А.А. Критические условия конденсации металлических рабочих тел ЭРД на поверхностях КА // Журнал космические исследования. 2006 Т. 44. № 2.
2. Платник Л.С., Комник Ю.Ф. О критической температуре конденсации Bi, Sb и Pb // Доклады АН СССР. 1960 Т. 134. № 2. С. 337–340.
3. Платник Л.С., Комник Ю.Ф. К вопросу о механизме конденсации металлов в вакууме // Доклады АН СССР. 1959. Т.124. № 4. С. 808–811.
4. Холлэнд Л. Нанесение тонких пленок в вакууме: Пер. с англ. Н.В. Васильченко. М.; Л.: Госэнергоиздат. 1963. 608 с.
5. Mattox D.M., McDonald J.E. Interface Formation during Thin Film Deposition. Journal of Applied Physics. 1963. V. 34. Iss. 8.
6. Chopra K.L. Thin film Phenomena. McGraw-Hill N.Y. 1969.
7. Chapman B.N., Campbell D.S. Condensation of high-energy atomic beams. Journal of Physics C Solid State Physics. 1969. V. 2. Iss. 2.
8. Пуха В.Е., Михайлов И.Ф., Дроздов А.Н., Фомина Л.П. Зависимость коэффициента конденсации висмута от энергии частиц, осаждаемых из ионного пучка на кремниевые подложки // Физика твердого тела. 2005. Т. 47. Вып. 3.
9. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. М.: АН СССР. 1957.
10. Каплан А.Е. Об отражательной способности металлических пленок в СВЧ- и радиодиапазоне // РЭ. 1964. № 10. С. 1781–1787.
11. Королев Ф.А., Гриднев В.И. Пропускание электромагнитных волн тонкими пленками серебра // РЭ. 1965. С. 1718–1719.
12. Антонец И.В. Отражающие и проводящие свойства тонких металлических пленок и их наноструктура: Дисс. … канд. физ.-мат. наук. Сыктывкарский государственный университет. Челябинск. 2004.
13. Надирадзе А.Б., Панасова Г.В., Рахматуллин Р.Р., Смирнов В.А. Деградация терморегулирующих покрытий космических аппаратов при осаждении на них тонких пленок золота // Физика и химия обработки материалов. 2019. № 1. С. 35–42.
14. Научно-технологическая инфраструктура Российской Федерации: официальный сайт. Москва. URL: https://ckp-rf.ru/catalog/usu/73590/ (дата обращения 04.05.2023).