КОНЦЕПЦИЯ  КОНТРОЛЯ  ЗАГРЯЗНЕННОСТИ  КОСМИЧЕСКИХ  ОПТИЧЕСКИХ  СИСТЕМ  В  ЧИСТЫХ  ПОМЕЩЕНИЯХ

Севрюкова  Елена  Александровна

канд.  техн.  наук,  доцент  Национального  исследовательского  университета  «МИЭТ»,  Москва,  Россия

E-mail: 

CONCEPT  OF  POLLUTION  CONTROL  SPACE  OPTICAL  SYSTEMS  IN  A  CLEAN  ROOM

Elena  Sevryukova

candidate  of  Science,  assistant  professor  of  National  Research  University  of  Electronic  Technology

АННОТАЦИЯ

В  статье  рассмотрены  элементы  концепции  тотального  контроля  загрязнений  частицами  и  молекулярными  загрязнениями  космических  оптических  систем  в  чистых  помещениях,  приведен  анализ  времени  экспонирования  оптических  поверхностей  в  чистых  помещениях  различного  класса  чистоты  воздуха  (газа).  Контроль  загрязнения  космических  оптических  систем  ограничивает  количество  частиц  и  молекулярных  загрязнений,  улучшает  экономическую  эффективность  миссии  результатов,  а  также  повышает  надежность  космических  аппаратов.

ABSTRACT

The  article  considers  the  elements  of  the  concept  of  total  control  of  pollution  particles  and  molecular  contaminants  space  optical  systems  in  clean  rooms,  an  analysis  of  the  exposure  time  of  the  optical  surfaces  in  clean  rooms  of  various  classes  of  clean  air  (gas).  Pollution  control  space  optical  systems  limits  the  number  of  particles  and  molecular  contamination,  improves  the  cost-effectiveness  of  the  results  of  the  mission,  as  well  as  increases  the  reliability  of  spacecraft. 

Ключевые  слова:  оптические  системы;  воздух;  контроль;  чистое  помещение;  частицы;  молекулярное  загрязнение.

Keywords:  optical  systems;  and  the  air;  control;  clean  room;  particles;  molecular  contamination. 

Загрязнение  космических  оптических  систем  управляется  с  помощью  методов  правильного,  выбора  соответствующих  материалов,  оборудования  и  компонент  предварительной  очистки,  а  также  обслуживания.  Очень  важна  чистота  во  время  сборки,  тестирования,  проверки,  транспортировки,  хранения,  запуска  и  на  орбите.  Такая  практика  повышает  надежность  оптических  систем  путем  ухода  от  первичного  в  пространстве  частиц  и  молекулярных  загрязнений.

Рисунок  1.  Время  экспонирования  оптических  поверхностей  в  чистых  помещениях  различного  класса  чистоты

Для  приближённой  оценки  максимального  времени  экспонирования  оптических  поверхностей  в  помещениях  с  различными  классами  чистоты  воздуха  (газа),  был  взят,  представленный  на  рисунке,  эмпирический  график,  отображающий  зависимость  уровня  чистоты  исследуемой  поверхности,  в  соответствии  со  стандартом  STD  1246C  (США)  [5],  от  времени  выдержки  её  в  помещении  различных  классов  чистоты  воздуха  (газа)  [1].  Горизонтальная  исследуемая  поверхность  расположена  «к  верху».  Для  поверхности  «лицом  вниз»  уровни  плотности  загрязнения  частицами  уменьшается  в  100  раз. 

Таблица  1.

Соотношение  уровней  чистоты  поверхностей

Контроль  загрязнения  космических  оптических  систем  состоит  из  планирования,  организации  осуществление  всех  видов  деятельности,  необходимых  для  определения,  достижения  и  поддержания  требуемого  чистоты  оптической  системы.

  Каждая  оптическая  система  имеет  свою  собственную  уникальную  концепцию  контроля  загрязнений.  Для  эффективной  борьбы  с  загрязнением,  инженерные  процедуры  должны  быть  использованы  при  проектировании,  производстве,  предварительной  очистке,  сборке,  испытаниях  и  проверке,  транспортировке,  хранении,  запуске  и  эксплуатации  на  орбите. 

Желаемый  уровень  чистоты  [2],  созданной  на  этапе  проектирования,  определяет  концепцией  тотального  контроля,  необходимой  для  достижения  соответствующих  параметров.  Все  процедуры  должны  документироваться  в  «плане  контроля  загрязнений»,  который  может  быть  разработан  с  использованием  следующих  шагов: 

1.  Определение  степени  чистоты. 

2.  Подготовка  дизайн-проекта  с  оптимальными  материалами,  конфигурацией  и  допусками,  для  достижения  необходимого  уровня  чистоты. 

3.  Подбор  и  обучение  персонала  методам  контроля  загрязнений. 

4.  Выбор  и  использование  соответствующих  материалов,  оборудования  и  процессов.

5.  Реализация  бюджета  и  мониторинга  загрязнения  во  время  каждой  фазы  программы. 

6.  Алгоритм  обеспечения  чистоты  продукта,  для  минимизации  вероятности  повторного  заражения  после  очистки. 

7.  Выбор  квалифицированного  персонала  и  оборудования  для  мониторинга  процессов  очистки.

Основными  источниками  загрязнения  твердыми  частицами  являются: 

·     воздушно-десантные  частицы,  оседающие  на  поверхности  аппарата  при  изготовлении,  монтаже,  и  тестировании. 

·     краска,  клочья  изоляции,  волокна  одежды,  и  другие  человеческие  факторы.

·     захваченных  частиц  на  внутренних  поверхностях  узлов  и  в  других  аппаратных  щелей.  Они  освобождены  и  диспергировали  от  акустических  вибраций,  транспорта  и  запуск. 

·     реакция  системы  управления  (RCS)  или  основной  выхлопной  системы  движения  шлейфа  и  вспышки  испаритель  выпуска  воды,  которая  может  создать  остаточной  среды  облака

Основные  источники  молекулярных  загрязнений  являются  [3]: 

1.  Остатки  производства  в  результате  изготовления  оборудования. 

2.  Материал  дегазации. 

3.  Поверхности  дегазации  космического  аппарата  во  время  подъема,  развертывания  и  поиска  работы. 

4.  Земля  и  условия  воздушной  перевозки. 

5.  Летучие  конденсируемые  материалы  в  среде,  которые  осаждаются  критические  поверхности  во  время  монтажных  работ. 

6.  Двигательная  система  вызывает  осаждение  нелетучих  веществ  (MMH-нитрат)  на  оптических  поверхностях. 

7.  Окисление  в  результате  воздействия  атомарного  кислорода  присутствующего  в  низкой  околоземной  орбите.

На  инженера  контроля  загрязнения  должна  быть  возложена  ответственность  за  координацию  всех  технологических  процессов:  проектирование,  изготовление,  испытания,  проверки,  объекты  и  материалы,  а  также  обеспечение  качества.  Контроль  загрязнения  должен  включать  в  себя  [4]:

1.  планирование  бюджета;

2.  выбор  и  тестирование  материалов,  покрытий  и  процессов;

3.  участие  в  разработке  обзоров; 

4.  подготовка  детальных  требований  контроля  загрязнений; 

5.  чертежей,  спецификаций  и  процедур;

6.  мониторинг  свидетелей  на  протяжении  каждого  этапа  программы.  Инженер  загрязнения  и  инженер  контроля  качества  должны  установить  процедуры  контроля  загрязнения  для  и  средств  испытаний  и  обеспечить  мониторинг  объекта. 

Во  избежание  загрязнения  оптических  критических  поверхностей  необходимо  уделить  внимание  дизайну.  Очистка  оптической  системы  с  чистым,  сухим  азотом  во  время  система  не  находится  в  чистой  окружающей  среде  (то  есть,  хранения,  перевозки,  простои  во  время  испытаний,  и  т.  д.)  является  эффективным  методом  контроля  загрязнения. 

Список  литературы:

1.ГОСТ  ИСО  14644-1-2002  Чистые  помещения  и  связанные  с  ними  контролируемые  среды.  Классификация  чистоты  воздуха.

2.ГОСТ  ИСО  14644-9-2012  Проект.  Классификация  чистоты  поверхностей  по  частицам.

3.ГОСТ  Р  50109-92  Материалы  неметаллические.  Метод  испытаний  на  потерю  массы  и  содержание  летучих  конденсирующихся  веществ  при  вакуумно-тепловом  воздействии.

4.209  Е  Федеральный  стандарт  США.

5.MIL  STD  1246  Военный  стандарт  США.