Курсовая работа
На тему
Влияние космической радиации на солнечные батареи искусственных спутников Земли и способы защиты
Содержание
Введение
Космическая радиация
Радиационная деградация ФП и СБ
Деградация оптических параметров ФП
Заключение
Таблицы
Список литературы
Введение
Опыт эксплуатации солнечных батарей на спутниках показал, что существующие в околоземном космическом пространстве потоки корпускулярной радиации оказывают сильное разрушающее влияние на фотоэлементы.[1] Корпускулярная радиация состоит из:
-Космических лучей, имеющие галактическое происхождение, состоящие в основном из протонов, а также легких ядер(имеют низкую интенсивность и поэтому не опасны для солнечных батарей).
-Космических лучей, появляющихся в результате вспышек на Солнце. Длится такое излучение от нескольких часов до суток и состоит, в основном, из протонов. Наблюдается через 2-3 года после максимума 11-летнего цикла солнечной активности.
-Частицы, захваченные магнитным полем земли. Они представляют наибольшую опасность для солнечных батарей, так как они действуют непрерывно.
В зависимости от высоты орбиты спутника, перечисленные факторы влияют по-разному. Соответственно, и методы защиты будут различными.
Космическая радиация
В 50-е годы в космическом пространстве установлено наличие потоков заряженных частиц (электронов, протонов, α-частиц), захваченных магнитным полем Земли. В таблице 1 указан состав космического корпускулярного излучения в зависимости от высоты полёта КА.
Плотность радиационных потоков и энергия содержащихся в них частиц распределена в космическом пространстве неравномерно. Наибольшая плотность частиц отмечена в двух участках пространства, называемых радиационными поясами Земли. Возникновение их обусловлено магнитными полюсами нашей планеты. Оно захватывает попадающие в него заряженные частицы, в результате чего магнитосфера земли заполняется электронами, протонами, а также ионами различных энергий. Их совокупность образует радиационные пояса, условно разделяемые на внешний и внутренний. Положение их в пространстве можно выразить величиной L , соответствующее расстоянию до оси формирующего магнитное поле Земли диполя. Эта величина выражена в единицах радиуса Земли – 6370 км. Указанные пояса расположены симметрично относительно земной поверхности вследствие как смещения диполя относительно оси Земли, так и наличия Южно-Антарктической магнитной аномалии. Внутренний пояс расположен в интервале I, 2 < L <2,5, причём максимальная интенсивность потока электронов с ростом их энергии смещается в область меньших высот. Внешний радиационный пояс простирается до L = 8, причём между ним и внутренним поясом имеется промежуток L = 2,5 … 3, в котором потоки электронов становятся относительно малыми. Исследования показали, что внутренний радиационный пояс остаётся достаточно стабильным во времени, тогда как для внешнего пояса характерны изменения как по интенсивности, так и по распределению частиц в пространстве. Внутренний пояс состоит из электронов с энергией более 100 кэВ и протонов с энергией более 30 МэВ, а внешний внешний пояс содержит электроны со сплошным спектром энергий от нескольких кэВ до МэВ и протоны с энергией до нескольких МэВ.[2]
Основным негативным воздействием космической радиации является создание дополнительных центров рекомбинации путём смещения атомов полупроводникового материала ФП в междоузлии. ............
