Космические эксперименты по исследованию покрытий с низким отношением GCc/є были проведены Г163] на автоматической меж­планетной станции «Венера-5», запущенной 5 января 1969 г. Точность измерения температуры датчиков была повышена путем использования секции полупроводниковых фотоэлементов, за­нимавших часть освещаемой Солнцем поверхности датчиков и термически связанных с ней. Фотоэлементы работали в режиме холостого хода, а зависимость напряжения холостого хода от температуры была с высокой точностью определена в лаборатории. Предварительно были измерены интегральные оптические коэф­фициенты поверхностей датчиков. Для поверхности фотоэлементов была известна также температурная зависимость коэффициента излучения в полусферу eh по лабораторным измерениям (см. 3.6) и из космического эксперимента (см. 2.2).

Датчики были постоянно ориентированы перпендикулярно солнечным лучам. По телеметрическим данным о напряжении, вы­даваемом фотоэлементами, определяли температуру, а из урав­нений теплового баланса для равновесного состояния, задаваясь лабораторным значением коэффициента eh покрытий, рассчиты­вали коэффициент ас и его изменение во времени. Эти данные для первых восьми суток полета, в течение которых мощность падающего солнечного излучения и температура датчиков практи­чески не изменялись, приведены на рис. 3.18, из которого видно, что исходное значение и изменение ас стеклянных зеркал значи­тельно меньше, чем у покрытий на основе акриловой эмали (тем­пературный диапазон 10—20° С). Для обоих покрытий изменения ас к концу восьмых суток эксплуатации практически закончились.

Мощность падающего на датчики солнечного излучения и их температура возрастали по мере приближения к Венере. Считая, что ас покрытий остался в течение четырех месяцев полета таким же, как на восьмые сутки (что подтвердила обработка данных с «Венеры-5» за время полета станции), можно было, используя телеметрические измерения температуры и известные ранее зна­чения коэффициента ел для покрытий на фотоэлементах при различной температуре, рассчитать температурную зависимость коэффициента излучения в полусферу eh бело-черных покрытий. Эта зависимость, полученная в диапазоне 10—70° С, наиболее трудном для измерений в лаборатории, представлена на рис. 3.19, а. Незначительное изменение eh в этом температурном диапазоне говорит об эффективности использования разработанных покры­тий и при повышенной температуре.

Четырехслойное покрытие Ni + Si02 + Ni + Si02 (Zni = = 150 250 A, lею* = 800 900 А) на полированной меди или

дюралюминии позволяет получить ас = 0,89 — 0,92 и е = 0,08 -4- -4- 0,09 при 30° С Г144]. Покрытие сохраняет полностью свои оп­тические характеристики при эксплуатации на открытом воздухе в южных районах СССР (под одностекольной изоляцией) в те­чение нескольких лет и при нагреве в высоком вакууме до 500° С в течение 100 ч (более длительное время испытания не проводи­лись). Для определения стабильности этих покрытий и темпера­турной зависимости их интегральных оптических коэффициентов

2 — стеклянное покрытие с тыльным отражающим слоем А1; 2 — белая акриловая эмаль (наполнитель Ті02)

РИС. 3.19. Температурные зависимости коэффициента излучения в полу­сферу, определенные из эксперимента на «Венере-5>>

а — покрытие с тыльным отражающим слоем; б — четырехслойное селективное покры­тие Ni + Si02 + N’i + Si02 на Си

был также поставлен эксперимент на «Венере-5» [163], аналогич­ный описанному выше. Отличие состояло лишь в том, что изме­рение высокой температуры черно-белых покрытий на медных пластинах осуществлялось с помощью секций фотоэлементов из арсенида галлия, а не из кремния. Температурная зависимость напряжения холостого хода фотоэлементов была предварительно измерена в лаборатории, а температурная зависимость интег­ральных характеристик их покрытий (снабженных концентрато­рами солнечного излучения) — в специальных экспериментах на «Венере-3 и -4». Измерения температуры в течение первых дней полета «Веперы-5» позволили рассчитать, что eh = 0,12 для од­ного из покрытий, а для другого 0,06 0,07 при температуре

150° С, и определить, что ас 0,92 и остается стабильным при воздействии ультрафиолетового излучения внеатмосферного Солн­ца, что подтверждает данные лабораторных испытаний при облу­чении покрытий излучением ртутно-кварцевых и ксеноновых ламп. Увеличение мощности падающего солнечного излучения и тем­пературы датчиков по мере приближения к Венере позволило выяснить температурную зависимость eh черно-белых покрытий, которая для лучшего из покрытий приведена на рис. 3.19, б (ас покрытий считали постоянным). Полученные данные позво­ляют правильно рассчитать равновесную рабочую температуру и электрические характеристики солнечных полупроводниковых термоэлектрических генераторов, использующих черно-белые по­крытия на поверхности горячих спаев, а также других преобразо­вателей солнечного излучения в тепловую энергию.

3.9.