低地球轨道Low Earth Orbit, LEO空间是对地观测卫星, 气象卫星, 空间站等航天器的主要运行区域, 但由于地球轨道环境存在原子氧、紫外辐射、粒子辐射、高真空、等离子体、热循环以及微流星体与空间碎片的风险, 对航天器使用寿命和稳定性存在严重威胁, 其中原子氧的超强氧化性会以4~5eV撞击飞行器材料表面, 造成材料剥蚀及性能退化, 也会对有机材料的腐蚀降解, 进而影响材料稳定性、物理性能及机械性能, 因此原子氧辐照效应研究已成为低地球轨道空间环境效应研究的不可缺少的重要部分;目前可用的材料验证测试方法由于难以提供预先确定的AtOx辐照率, 因此缺乏可靠的环境模拟;

Noivion公司基于独特脉冲电离技术开发的AtOx脉冲放电原子氧发生器, 可产生超短脉冲且高能放电, 通过触发电极和辅助电极, 向阴极施加高达25kV, < 1µs的高压脉冲, 使气体喷射强烈电离, 可控制工作参数如放电电压和频率来设置和调整LEO范围内的可变AtOx通量和辐照能量, 实现在实验室真实模拟太空低轨道环境进行材料性能测试; 现有客户群为NASA, 欧洲宇航局等国际著名航空航天研究单位。

设备执行标准为：

1. ASTM E2089空间应用材料的地面实验室原子氧相互作用评估
2. QJ 20422 2-2016 航天器组件环境试验方法

应用案例：

◼ 航天材料测试: 评估航天器表面材料如涂层/聚合物/金属在原子氧轰击下的侵蚀/降解/性能变化, 确保在轨运行安全;

◼ 空间科学研究: 研究原子氧与材料的相互作用机制, 为太空探索提供理论支持;

上图实验测试暴露于AtOx的四个不同时间下测试的Kapton HN校准结果, 估算AtOx有效通量约5÷6×1015at./s∙cm2; 基于评估, 可根据对Kapton HN进行测试时监测的气体放电中压差值, 对原子氧的速度/能量估算的速度为4-8km/s, 相应能量为1-5eV; 此实验符合地面测试标准ASTM E2089及QJ 20422 2-2016, 该测试模拟了空间物体在低地球轨道LEO区域最常探测部分经历的AtOx原子氧老化过程;