초록
유기재료(organic material)는 위성이나 우주비행체의 열을 조절하고 우주환경에 직접 노출되는 것을 차단하기 위하여 가장 흔하게 사용되는 재료 중 하나이다. 본 논문에서는 지상설비를 이용하여 모사한 우주환경에서 유기재료의 물성변화를 관찰하였다. 대표적인 위성용 유기 열조절 재료 중 하나인 2mil ITO(Indium Tin Oxide) coated aluminized KAPTON을 실험 대상으로 선택하였다. 양성자에 의한 단일 우주환경효과를 실험하기 위하여, 한국 원자력의학원의 MC-50 싸이클로트론(cyclotron)을 이용하여 양성자를 조사(irradiation)하였으며, 조사조건은 지구궤도 주변 최고의 양성자 발생기록인 1972년 8월의 최고치 상황을 적용하였다. 조사에너지는 평균 관측에너지인 30MeV으로 고정하였으며, 등가 조사량은 우주노출 시간 1년, 3년, 5년 및 10년을 기준으로 설정하였다. 분석과정은 인장강도를 측정하여 정량적 물성저하를 확인하였고, 전계방출 전자주사현미경 등으로 결정성변화와 노출표면의 손상을 분석하였다.
The organic material is one of the most popular material for the satellites and the spacecrafts in order to perform the thermal management, and to protect direct exposure from the space environment. The present paper observes material property changes of organic material under the space environment by using ground facilities. One of the representative organic thermal management material of satellites, 2 mil ITO(Indium Tin Oxide) coated aluminized KAPTON was selected for experiments. In order to investigate the single parametric effect of protons in space environment, MC-50 cyclotron system in KIRAMS(Korea Institute of Radiological and Medical Science) was utilized for the ion beam irradiation of protons and ion beam dose was set to the Very Large August 1972 EVENT model, the highest protons occurrence near the earth orbit in history. The energy of ion beam is fixed to 30MeV(mesa electron volt), observed average energy, and the equivalent irradiance time conditions were set to 1-year, 3-year, 5-year and 10-year exposure in space. The procedure of analyses includes the measurement of the ultimate tensile strength for the assessment of quantitative degradation in material properties, and the imaging analyses of crystalline transformation and damages on the exposed surface by FE-SEM(Field Emission Scanning Electron Spectroscopy) etc.
