※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序章
この国際規格の目的は、信頼性が高く、ミッションの寿命が長い宇宙システムを設計するためのガイドラインを確立することです。環境の多様性と複雑さ、および材料への影響のために、宇宙システム要素の地上試験のために宇宙環境を再現することは不可能です。テスト結果の信頼性は、特定のミッションの宇宙環境の重大な影響をシミュレートすることに依存します。シミュレーションの主な目的は、宇宙環境での材料の挙動に満足できるテスト結果を得ることと、テスト ラボで利用可能な既存の放射線源と方法を使用することです。
宇宙システムで使用される非金属材料は、広いエネルギー間隔の電子と陽子、電磁太陽放射 (近紫外放射と遠紫外放射の両方)、および X 線放射の影響を受けます。放射線に対する非金属材料の応答は、電離損失密度を定義する放射線とエネルギーのタイプに依存し、材料の放射線応答はこれらの損失に依存します。材料の放射線スペクトルと化学組成は、特に表面近くの層で、吸収線量分布を定義します。
宇宙システムの設計時には、合理的な地上時間で長いミッション時間をシミュレートする必要があります。このため、自然宇宙環境よりも桁違いに高い線量率の使用を必要とする加速放射線試験を実施する必要があります。これらの高い線量率は、材料の特性への影響に影響を与える可能性があります。したがって、放射線試験における正確なシミュレーションの主な要件には、放射線の種類、スペクトル (エネルギー)、および吸収線量率を考慮して、空間における物質の正確な影響をシミュレートすることが含まれます。材料のさまざまな特性が、テストに使用される自然空間環境の近似値に対して異なる反応を示す可能性があるため、シミュレーションは複雑です。さらに、さまざまな物質は、同じシミュレートされた宇宙放射線環境に対して異なる反応を示す場合があります。これは、ポリマー材料や半導体材料など、さまざまなクラスの材料に当てはまります。
宇宙環境の宇宙工学材料は、荷電粒子や電磁太陽放射だけでなく、原子状酸素、深真空、熱サイクルなどの他の多くの環境要因にもさらされます。相乗的相互作用により、材料の劣化が大幅に増加します。ただし、特定の場合 (UV やプロトン下での太陽光吸収率の変化など) では、相乗的な相互作用により劣化が減少する可能性があります。これらの影響はよく理解されておらず、可能な限りシミュレートする必要があります。組み合わせた露出での宇宙環境シミュレーションは、各要因を個別にシミュレーションするよりもはるかに複雑な手順です。材料の地上試験での宇宙環境シミュレーションの標準セット準備の次の段階で、さまざまな要素とさまざまなクラスの材料の両方に対応する標準の開発が提供されます。
この国際規格には、規範的な記述、推奨される実施方法、および参考情報が含まれています。 「しなければならない」という用語は、規範的なステートメントを示します。
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Introduction
The purpose of this International Standard is to establish guidelines for designing space systems that are highly reliable and will have long mission life spans. It is impossible to reproduce the space environment for ground testing of space system elements because of the variety and complexity of the environments and the effects on materials. The reliability of the test results depends on simulating the critical effects of the space environments for a particular mission. The main objectives of the simulation are to get test results that are satisfactory for the material behaviour in a space environment and to use existing radiation sources and methods available in the test laboratory.
Non-metallic materials used in space systems are affected by electrons and protons in a broad energy interval, electromagnetic solar radiation (both the near and the far ultraviolet radiation) and X-ray radiation. The response of non-metallic materials to radiation depends on the type of radiation and energy that defines the ionization losses density, and the radiation response of materials depends on these losses. The radiation spectrum and chemical composition of materials define the absorbed dose distribution, especially in the near-the-surface layers.
During the design of the space system, it is necessary to simulate long mission time in reasonable ground time. For this reason, it is necessary to perform accelerated radiation tests requiring the use of dose rates that may be of an order of magnitude greater than in the natural space environment. These high dose rates can influence the effects on the properties of materials. Therefore, the main requirement for the correct simulation in radiation tests involves simulating the correct effects of materials in space by considering the type, spectrum (energy), and absorbed dose rate of the radiation. Simulation is complex because the various properties of materials may respond differently to the approximations of the natural space environment used for testing. In addition, various materials may respond differently to the same simulated space radiation environment. This is valid for different classes of materials such as polymeric and semiconductor materials.
The space engineering materials in space environment are exposed not only to charged particles and electromagnetic solar radiation but also to a number of other environmental factors, e.g. atomic oxygen, deep vacuum, thermocycling, etc. Synergistic interactions can significantly increase the material degradation, i.e. decrease the time of operation, but in certain cases (like solar absorptance variation under UV and protons) synergistic interaction can decrease the degradation. These effects are not well understood and have to be simulated as far as possible. Space environment simulation at the combined exposure is a much more complicated procedure than the simulation of each factor separately. Development of corresponding standards, both for different factors and different classes of materials, will be provided in the following stages of the standard set preparation for space environment simulation at on-ground tests of materials.
This International Standard contains normative statements, recommended practices and informative parts. The term “shall” indicates a normative statement.
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