航天器在太空中需承受輻射、溫度驟變、粒子轟擊等復(fù)雜環(huán)境，材料性能的可靠性直接決定任務(wù)成敗。地面精準(zhǔn)復(fù)刻太空輻射環(huán)境是保障航天器安全性的關(guān)鍵，紫創(chuàng)測控Luminbox的太陽光模擬器通過精準(zhǔn)還原太陽輻射的光譜特性、強(qiáng)度分布及動態(tài)變化，可為航天器材料測試提供了高效解決方案，可顯著提升地面測試的科學(xué)性與準(zhǔn)確性，成為航天器研發(fā)重要的技術(shù)支撐。

一、太空環(huán)境對航天器材料的嚴(yán)苛考驗(yàn)

電磁波譜中的紫外線 (UV) 部分可細(xì)分為 UV-A、UV-B、UV-C 和 V-UV（真空紫外線），每種波長對材料的影響不同

脫離地球大氣層后，航天器面臨的輻射環(huán)境與地面截然不同。地球臭氧層可吸收大部分波長低于 300nm 的紫外線，而太空中航天器需直接暴露于全波段紫外線，其中 UV-C（200-280nm）和真空紫外（V-UV，100-200nm）雖占太陽輻射比例僅 7%，但光子能量高，是導(dǎo)致材料光降解的主要誘因。

UV-C 可引發(fā)聚合物斷鏈、玻璃色心形成等損傷，尤其對飛機(jī)有機(jī)涂層造成嚴(yán)重侵蝕；V-UV 則以 121.6nm 萊曼 α 線為主要輻射峰值，導(dǎo)致航天器熱控材料表面侵蝕、吸收率上升，破壞航天器熱平衡。此外，空間天氣帶來的帶電粒子轟擊、氣溶膠（如硫酸、氯化鈉）侵蝕等因素，進(jìn)一步加劇材料老化。

二、太陽光模擬器在航天器地面測試的應(yīng)用優(yōu)勢

外太空的紫外線光譜，其中 100 nm 至 200 nm 為 V-UV（真空紫外線），200 nm 至 300 nm 為 UV-C

1. 光譜精準(zhǔn)模擬能力

太陽光模擬器可精準(zhǔn)還原不同海拔及太空的輻射光譜：模擬 10 千米高空 340nm 紫外線通量（較地面提升 4 倍），復(fù)刻近地軌道 V-UV 輻射特征，甚至適配火星等深空環(huán)境的光譜特性（起始波長 190nm，總輻照度 44W/m2）。氙燈模擬器可產(chǎn)生低至 147nm 的 UV-C 輻射，LED太陽光模擬器則可通過光譜定制，還原軌道周期中 40 秒黑暗期的動態(tài)輻射變化。

2. 加速測試與多參數(shù)協(xié)同

通過輸出高于自然太陽常數(shù)的輻射強(qiáng)度，太陽光模擬器可實(shí)現(xiàn)材料加速老化測試，大幅縮短測試周期。同時(shí)，其可與真空艙、鹽霧試驗(yàn)箱等設(shè)備集成，實(shí)現(xiàn)溫度、濕度、氣溶膠與輻射的多參數(shù)協(xié)同測試，模擬航天器在復(fù)雜太空環(huán)境中的真實(shí)受力狀態(tài)。例如，NASA 馬歇爾太空飛行中心的測試設(shè)施，可結(jié)合帶電粒子轟擊與電磁輻射測試，還原完整空間天氣環(huán)境。

三、模擬測試場景與量化方法

高海拔地區(qū)UV-C 光越來越不受過濾，會光降解飛機(jī)涂層

在航天器材料測試中，太陽光模擬器的應(yīng)用覆蓋核心部件與關(guān)鍵材料。針對飛機(jī)聚氨酯涂層，通過模擬高海拔 UV-C 輻射，可預(yù)判涂層粉化、開裂等失效風(fēng)險(xiǎn)；對于航天器熱控材料，其能精準(zhǔn)模擬 V-UV 引發(fā)的吸收率變化，提前規(guī)避航天器溫度失控隱患。

光降解的量化是測試核心，研究人員采用無損檢測技術(shù)：通過光澤損失測量預(yù)判涂層開裂趨勢，利用紅外光譜分析材料化學(xué)鍵斷裂程度，借助干涉法監(jiān)測材料厚度變化。同時(shí)，基于阿倫尼烏斯方程（溫度加速）、逆冪律（UV 輻照度加速）等壽命 - 應(yīng)力關(guān)系模型，可建立加速測試與實(shí)際使用壽命的關(guān)聯(lián)，為材料選型提供科學(xué)依據(jù)。

四、航天器的地面測試標(biāo)準(zhǔn)

規(guī)范的太陽光模擬器測試標(biāo)準(zhǔn)是保障測試準(zhǔn)確性的基礎(chǔ)。目前航空航天領(lǐng)域普遍采用 ISO 11507《色漆和清漆 涂層的人工氣候老化暴露》和 ASTM G151《非金屬材料加速暴露標(biāo)準(zhǔn)》，明確了 UV 輻射強(qiáng)度、測試周期、環(huán)境參數(shù)控制等要求。

綜上，太陽光模擬器通過精準(zhǔn)復(fù)刻太空輻射光譜與強(qiáng)度，在地面構(gòu)建了高度真實(shí)的太空環(huán)境試驗(yàn)場。它不僅實(shí)現(xiàn)了材料老化的加速測試與多參數(shù)協(xié)同評估，更通過量化分析為材料選型與壽命預(yù)測提供了關(guān)鍵依據(jù)。作為航天器地面測試的核心技術(shù)支撐，太陽光模擬器顯著提升了測試的科學(xué)性與可靠性。

Luminbox全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器

紫創(chuàng)測控Luminbox全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器為汽車提供高精度老化測試與性能驗(yàn)證，能精準(zhǔn)模擬自然光環(huán)境，支持光譜/ 亮度 / 色溫調(diào)控。

全光譜覆蓋：350nm-1100nm 光譜，貼近自然光權(quán)重

高動態(tài)亮度：2 米處 20,000-150,000Lux，滿足HUD 亮度響應(yīng)測試

強(qiáng)光抗擾驗(yàn)證：直射模擬復(fù)現(xiàn)圖像模糊/ 重影問題場景

多場景適應(yīng)：支持日間/ 夜間 / 隧道等光照動態(tài)切換測試

紫創(chuàng)測控Luminbox全光譜準(zhǔn)直型太陽光模擬器以精密光學(xué)的工程化應(yīng)用，可有效縮短從基礎(chǔ)研究到工業(yè)驗(yàn)證的周期，為航天器地面測試提供可靠的“人工太陽”。將實(shí)驗(yàn)室級創(chuàng)新轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)化能力，助力航空航天、汽車等領(lǐng)域的技術(shù)革新。