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宇航環(huán)境用線纜需滿足尺寸及質(zhì)量、電氣性能、熱性能、機(jī)械性能、化學(xué)性能和空間環(huán)境等方面的要求。目前，不同的宇航環(huán)境主要有壓力艙、低地球軌道（LEO）、同步地球軌道（GEO）、跨大氣層飛行器、月球表面和火星表面環(huán)境等。航天器艙內(nèi)屬于封閉結(jié)構(gòu)，其環(huán)境與壓力艙環(huán)境一致。

航天器艙內(nèi)外線纜系統(tǒng)的質(zhì)量與航天器載荷密切相關(guān)。相同性能情況下，線纜質(zhì)量越輕，航天器能夠承載的載荷就越多，為增加航天器載荷，必須對航天器用線纜的尺寸及質(zhì)量進(jìn)行控制；同時(shí)在保證性能的前提下質(zhì)量越輕，發(fā)射成本也越低。對于衛(wèi)星類航天器而言，首要問題是降低航天器自身的質(zhì)量，質(zhì)量的減輕不僅可以減少發(fā)射費(fèi)用，更重要的是能節(jié)省出更多的空間位置，方便衛(wèi)星攜帶更多的燃料，提高衛(wèi)星的有效運(yùn)行壽命。

目前，較常見的線纜輕量化方法有：①特定場合采用較小截面的高性能銅合金導(dǎo)體代替較大截面的軟銅導(dǎo)體，譬如采用28AWG銅合金導(dǎo)線替代26AWG銅導(dǎo)線，可使線纜質(zhì)量減輕25%以上；②采用繞包絕緣代替常見的擠包絕緣，降低絕緣層厚度，譬如采用26AWG繞包絕緣導(dǎo)線替代擠包絕緣導(dǎo)線，可使線纜質(zhì)量減輕20%以上；③采用密度較低的新型擠包絕緣替代繞包絕緣，降低絕緣層密度，譬如采用26AWG擠包絕緣導(dǎo)線替代繞包絕緣導(dǎo)線，可使線纜質(zhì)量減輕35%以上。

目前，為太空設(shè)計(jì)的電力系統(tǒng)絕大多數(shù)都是低壓直流系統(tǒng)，功率范圍在幾瓦到幾千瓦之間。隨著電力系統(tǒng)運(yùn)行的日益復(fù)雜，線纜系統(tǒng)的故障率也大大提高，當(dāng)系統(tǒng)電壓水平升高時(shí)，出現(xiàn)電暈和電弧軌跡的可能性同步增加。相關(guān)試驗(yàn)表明，線纜系統(tǒng)在直流電壓為28V時(shí)可能會產(chǎn)生電弧徑跡，但在直流電壓上升到270V時(shí)肯定會產(chǎn)生電弧徑跡。因此，宇航環(huán)境用線纜在空間環(huán)境中使用時(shí)，應(yīng)考慮線纜的耐壓能力。宇航環(huán)境用線纜的電氣性能要求見表1。

表1 宇航環(huán)境用線纜的電氣性能要求

由于空間環(huán)境中缺乏大氣，線纜系統(tǒng)會產(chǎn)生極端的熱應(yīng)力?？臻g環(huán)境中沒有大氣吸收熱量，無論太陽是否照射，線纜系統(tǒng)均會出現(xiàn)極端的高溫或低溫，此外，當(dāng)線纜受到保護(hù)而不受極端溫度影響時(shí)，例如在載人壓力艙中，富集的氧氣環(huán)境將增加線路故障引發(fā)火災(zāi)的可能性。在極端溫度下，航天器艙外線纜的老化速率加快，從而促使線纜絕緣失效。航天器艙外線纜系統(tǒng)會面臨極端的高溫或低溫，熱循環(huán)頻率是影響航天器艙外線纜溫度的最大因素。

雖然衛(wèi)星運(yùn)行的環(huán)境是極端的，但航天器的設(shè)計(jì)可以減少熱應(yīng)力對衛(wèi)星內(nèi)部線纜系統(tǒng)的影響，即航天器內(nèi)部線纜由航天器系統(tǒng)保護(hù)，使電氣線路免受極端環(huán)境影響；在行星表面，線纜系統(tǒng)需經(jīng)受各種極端溫度，故應(yīng)選用耐溫性能滿足宇航環(huán)境要求的線纜。目前，宇航環(huán)境用線纜的耐熱沖擊試驗(yàn)按照標(biāo)準(zhǔn)GJB 17.14-1984進(jìn)行，溫度條件為-55~200 ℃，一共4個(gè)周期。為了確保宇航環(huán)境用線纜的可靠性，可以增加耐熱沖擊試驗(yàn)的周期。宇航環(huán)境用線纜的熱性能要求見表2。

表2 宇航環(huán)境用線纜的熱性能要求

航天器發(fā)射過程中的振動(dòng)和聲壓會造成線纜系統(tǒng)的磨損，宇航環(huán)境中的流星體和碎片可能會撞擊和切割線纜系統(tǒng)。航天器發(fā)射過程中，聲壓會引起振動(dòng)，聲壓引起的振動(dòng)可能大于結(jié)構(gòu)傳遞引起的振動(dòng)。流星體和碎片撞擊線纜系統(tǒng)將導(dǎo)致其絕緣表面產(chǎn)生破損，由此產(chǎn)生的切口會導(dǎo)致電弧的產(chǎn)生；較大的碎片可能切斷線纜，導(dǎo)致開路。

振動(dòng)和聲壓及流星體和碎片會影響線纜系統(tǒng)，將增加線纜電弧徑跡發(fā)生的可能性。因此，宇航環(huán)境用線纜設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采取一些防護(hù)措施（如采用屏蔽和固定敷設(shè)），并且應(yīng)選用機(jī)械性能滿足宇航環(huán)境要求的線纜。目前，宇航環(huán)境用線纜的機(jī)械性能通過了耐刮磨和耐動(dòng)態(tài)切通試驗(yàn)驗(yàn)證，為滿足宇航環(huán)境要求，建議線纜試驗(yàn)時(shí)增加宇航振動(dòng)環(huán)境下的導(dǎo)線絕緣電阻。

宇航環(huán)境用線纜的機(jī)械性能要求見表3，其中壓力艙內(nèi)線纜系統(tǒng)不考慮流星體和碎片的影響，同時(shí)火星表面受到流星體和碎片影響的概率極低，也不考慮。

表3 宇航環(huán)境用線纜的機(jī)械性能要求

宇航環(huán)境用線纜需要暴露在惡劣復(fù)雜的化學(xué)環(huán)境中，這可能引起絕緣性能的退化，從而導(dǎo)致電弧徑跡故障。宇航環(huán)境用線纜的化學(xué)性能要求見表4。

表4 宇航環(huán)境用線纜的化學(xué)性能要求

線纜暴露在高濕度環(huán)境下易導(dǎo)致絕緣水解，從而降低絕緣強(qiáng)度?？臻g飛行器的組裝和儲存必須控制環(huán)境中的濕度，有效載荷整流罩內(nèi)的相對濕度必須調(diào)節(jié)到小于50%。在宇航空間環(huán)境中，原子氧會侵蝕線纜絕緣材料，由此產(chǎn)生的質(zhì)量損失會減小絕緣層的厚度，并可能導(dǎo)致絕緣性能的退化。航天器進(jìn)入太空后，線纜絕緣材料會排出一些水分或添加劑等產(chǎn)物，由于壓力艙內(nèi)是封閉的載人環(huán)境，必須提前通過試驗(yàn)確定材料逸氣的毒性。

目前，用于表征宇航環(huán)境用線纜的化學(xué)性能試驗(yàn)有真空原子氧輻照試驗(yàn)、氟化物逸出試驗(yàn)、熱真空釋氣試驗(yàn)和浸液試驗(yàn)等。

宇航環(huán)境用線纜處在特有的空間環(huán)境中，環(huán)境特點(diǎn)包括高強(qiáng)度的太陽輻射、低重力、低壓力，以及帶電等離子體等。

表5 宇航環(huán)境用線纜的空間環(huán)境性能要求

宇航環(huán)境中的輻射由宇宙射線、電磁輻射、范艾倫帶輻射、極光粒子和太陽耀斑粒子組成?？墒菇^緣老化的電磁輻射是紫外線輻射，它會降低絕緣強(qiáng)度使絕緣脆化，同時(shí)引起絕緣的顏色變化。紫外線輻射的暴露劑量通常用等效日照時(shí)數(shù)（ESH）表示，GEO和月球表面的紫外線每年產(chǎn)生的輻射量為8760ESH。

在太空中，熱源區(qū)域的熱空氣團(tuán)保持停滯狀態(tài)，故電弧徑跡發(fā)生過程中，電弧產(chǎn)生的熱量無法迅速消散，將加速線纜絕緣的熱分解并產(chǎn)生碳電弧徑跡。在低壓力環(huán)境中，低分子量的組分材料、未反應(yīng)添加劑、污染物、吸附氣體和水分等的逸出和蒸發(fā)將使絕緣層質(zhì)量減輕進(jìn)而引起絕緣性能變化。此外，低壓力環(huán)境還會導(dǎo)致產(chǎn)生電暈的電壓等級降低。在帶電等離子體環(huán)境中，航天器表面與環(huán)境等離子體之間的電勢會積聚并產(chǎn)生電弧，從而引起航天器系統(tǒng)內(nèi)部故障。

隨著航天器設(shè)計(jì)壽命的延長，線纜長時(shí)間暴露于空間環(huán)境出現(xiàn)的絕緣降解問題，不會只體現(xiàn)在單一試驗(yàn)中。目前，耐輻照試驗(yàn)已用來表征宇航環(huán)境用線纜的空間環(huán)境性能，但建議對線纜的空間環(huán)境綜合因素進(jìn)行考察，以確定線纜對宇航環(huán)境的適用性。