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原子氧

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原子氧是指低地球轨道(通常认为200km700km高度)上以原子态氧存在的残余气体环境。在这个轨道高度上，气体总压力为10-5~10-7 Pa，环境组分有N2、O2、Ar、He、H及O等，相应的粒子密度约为106~109cm-3。 原子氧在残余大体中占主要成分。原子氧是太阳光中紫外光线与氧分子相互作用并使其分解而形成的。原子氧与航天器发生相互作用可以引起航天器结构材料的剥蚀老化，损害航天器热控 涂层严重危害航天器的可靠运行。

简介

原子氧是指低地球轨道(通常认为200km700km高度)上以原子态氧存在的残余气体环境。在这个轨道高度上，气体总压力为10-5~10-7 Pa，环境组分有N2、O2、Ar、He、H及O等，相应的粒子密度约为106~109cm-3。 原子氧在残余大体中占主要成分。

原子氧是太阳光中紫外光线与氧分子相互作用并使其分解而形成的。原子氧与航天器发生相互作用可以引起航天器结构材料的剥蚀老化，损害航天器热控涂层严重危害航天器的可靠运行。

载人航天器的运行轨道处于低地球轨道(Low Earth Orbit,LEO,200-600km)。这一区域气体压力为10-10大气压，组成主要有N2、O2、Ar、He、H2及高活性的原子氧(Atomic Oxygen,AO)等，其中AO约为80%。作为LEO环境中含量最高的粒子，原子氧是氧分子在太阳辐射的光致分解作用下形成的。

由于两个游离态的原子氧再复合形成一个氧分子，需要有第三种粒子的参与，以带走复合时释放的能量，而在LEO环境中，总压很低，处于高真空状态，原子氧与第三种粒子发生碰撞的几率很小，原子氧复合的概率就很小，因此LEO环境中原子氧的浓度比较高。此外，原子氧的浓度还会受到太阳活动周期、地球磁场强度、轨道高度、季节和昼夜等因素的影响。

当航天器在LEO中高速运行时，强氧化性、大通量、高能量的AO与航天器表面作用，会造成表面材料的剥蚀和性能的退化，从而影响到航天器的正常运行和使用寿命。NASA等的飞行实验、长期暴露实验和有限期选择性暴露实验进一步证实了AO是导致材料发生性能变化的主要原因。

參考來源