薄膜结构微流星体损伤的预测模型

典型的空间用充气反射器由两片抛物面形状的薄膜组成。理解充气结构与所处微流星体环境的相互作用至关重要。这种相互作用导致撞击粒子进出时在充气薄膜上产生一系列穿孔，形成气体逸出的通道。为提高预期损伤的保真度，我们查阅文献中关于微流星体破碎的描述，并提出撞击粒子对入口与出口薄膜造成损伤的理论公式。该理论与一组微流星体尺寸粒子作用于薄膜的初始超高速试验进行了对比。我们利用这些试验结果建立了一个预测模型。该模型被用于估算近1 AU位置处的损伤率，并输出微流星体防护罩对降低透镜状结构损伤效果的预测，从而有效优化其寿命。最后，我们应用气体动理论推导出由于穿孔在指定任务寿命内气体消耗的表达式。尽管本文研究的是由额外膜层保护的充气透镜状结构的特定情况，我们的预测模型可应用于任何由聚酰亚胺膜组成的薄膜结构。