航天器空间多因素环境协同效应研究
空间环境对航天器性能的影响
空间环境对航天器性能的影响当我们仰望星空，想象着航天器在浩瀚宇宙中穿梭时，可能很少会去思考它们所面临的严峻环境挑战。
实际上，空间环境对于航天器的性能有着至关重要的影响。
首先，太空的真空环境是航天器必须应对的一大难题。
在地球上，我们生活在有大气压力的环境中，而太空几乎是完全真空的。
这种真空环境会导致航天器表面的材料蒸发和升华，从而影响其结构和性能。
例如，一些用于密封和润滑的材料可能会迅速挥发，导致部件磨损加剧，甚至失效。
温度的极端变化也是一个严峻的考验。
在太空中，航天器会直接暴露在太阳的强烈辐射下，一面可能会被加热到极高的温度，而另一面则由于没有阳光照射而极度寒冷。
这种巨大的温差会使航天器的材料产生热胀冷缩，可能导致结构变形、开裂，甚至影响电子设备的正常运行。
为了应对这种情况，航天器通常会采用特殊的隔热材料和热控系统来维持合适的工作温度范围。
宇宙射线和高能粒子的存在同样不容忽视。
这些射线和粒子具有很强的穿透能力，可能会对航天器的电子设备造成损害，导致数据错误、系统故障甚至设备完全损坏。
长期暴露在这种辐射环境中，还可能会使航天器的材料发生老化和性能退化。
为了减少辐射的影响，航天器会采用屏蔽材料来阻挡射线和粒子，但这并不能完全消除辐射的危害。
微流星体和太空碎片也是潜在的威胁。
尽管它们的个体很小，但在高速运动的情况下，它们撞击航天器时产生的能量极大。
哪怕是一个微小的撞击，也可能会在航天器表面造成凹痕、穿孔，损坏关键部件。
为了应对这种风险，航天器的外壳通常会采用坚固的材料，并配备监测和预警系统，以便及时采取措施避免严重的撞击。
空间等离子体环境也会对航天器产生影响。
等离子体中的带电粒子可能会干扰航天器与地面的通信，导致信号衰减、丢失或失真。
此外，等离子体还可能在航天器表面积累电荷，引发静电放电，从而损坏电子设备。
除了上述直接的物理影响，空间环境还会通过间接的方式影响航天器的性能。
例如，长期的太空任务会对宇航员的身心健康产生影响，从而间接影响航天器的操作和维护。
空间环境及其效应
五、空间原子氧环境与其效应
• 原子氧是低地球轨道大气的重要成分，美 国航天飞机的发射，使人们逐步认识到原 子氧环境的严重效应。特别对永久性空间 站，是必须考虑的一项重要环境。 • 在200-700km高度范围，大气的主要成分 是原了氧。原了氧对有机物与碳照会产生 质量损失，对银涂层产生氧化反应。
六、空间微流星环境与其效应
• （三）辐射传热效应 在真空环境下，航天器与外界的传热主要 通过辐射形式，它表面的辐射特性对航天器 的温度控制起着重大作用。航天器中静态接 触的部件，由于表面存在微小不均匀性和它 们之间的真空空隙，使接触热阻增大。
• （四）真空出气效应 在高于10-2Pa的真空度下，气体会不断地从材料 表面释放出来。 卫星材料在真空下消气，使高温处吸附的气体 转移到低温处，造成低温表面污染，改变表面的性 能。严重的污染，会降低观察窗和光学镜头的透明 度、改变温控涂层的性能、减少太阳能电池的光吸 收率以及增加电气元件的接触电阻等。
• (二)真空放电效应 ’ 当真空达到10-2Pa或更高时，在真空中分开一 定距离的两个金属表面，在受到具有一定能量的 电子碰撞时，会从金属表面激发出更多的次级电 子。它们还可能与两个面发生来回多次碰撞，使 这种放电成为稳定态，这种现象称为放电。它会 使金属受到侵蚀，引起温度升高，使附近压力升 高，甚至会造成严重的电晕放电。射频空腔、波 导管等装置，有可能由于微放电面使其性能下降， 甚至产生永久性失效。
四、空间冷黑环境与其效应
• 不考虑太阳与行星的辐肘．宇宙空间的能量密度 约为10-5w／cm2，相当于温度为4K的黑体发出的 热量。在太空，卫星体的热辐射全被太空所吸 收．没有二次反射，这—环境称为冷黑环境，又 称热沉。 • 卫星上可伸缩性的活动机构，如太阳帆板、天线 等，由于冷黑环境效应，会使展开机构卡死，影 响其伸展性能。 • 卫星上某些有机材料在冷黑环境下会产生老化和 变脆，影响材料的性能。
空间环境及其对航天活动的影响
航天领域内常用的大气模式主要包括Jacchia模式和 Msis模式。 Jacchia模式主要有J65、J70、J77，使 用了1958～1975年间17年的卫星阻力数据，用该模式 进行轨道跟踪测量与设计时与真实大气拟合的最好。
任何模式都力图根据要求尽可能的反应大气随季节、昼 夜、太阳活动和纬度的变化。实际上，真实的大气包括 的物理过程很复杂，要从理论上得到大气主要物理量的 分布是不现实的，完全从实测资料发现规律也是很困难 的，所以现有的大气模式绝大部分都是半经验半理论的 。
2.5 地球磁场及其对航天器姿态影响
2.6 其他环境因素及其对航天活动的影响
2.2 太阳电磁辐射及其对航天活动的影响
太阳辐射对航天活动的影响
在轨运行的航天器建立自身热平衡的主要热源就是太阳 能，它是航天器设计尤其是热设计的主要环境条件。地 球反照和地球及其大气系统的红外辐射也是在进行航天 器热设计时要考虑的因素。
太阳的紫外辐射会使热控表明深层和热控材料、器件的 潜能退化，可能导致航天器失去热平衡。此外，紫外辐 射对绝缘材料、光学材料和高分子材料也十分有害。
根据各种空间环境的时间和空间分布特性，太阳系内的 空间环境大致可以分为：行星际空间环境、地球空间环 境和其他行星空间环境。
行星际空间环境
空间环境与航天
据统计数据，16.5%航天故障是由于空间环境造成的。 近地空间：一般指距离地球90～65000km（10个地球
半径）以内的范围。
范·艾伦：美国著名的天文学家，地球 物理学家 ，地球辐射带（范艾伦辐射带 ）发现者，通过探险者一号与探险者三 号发现、验证了近地空间存在辐射带。
太阳光辐射和反照是空间站热设计中的外热源的环境依 据，是太阳能电池光源的提供者，另外，太阳光压引力 的阻力和力矩对空间站的影响不可忽略。
空间相互作用与环境效应：研究进展与新探索
区域是具有 经济一社 会一 环境意义 的地理空 间 ， 相 互 作用机制是复杂的 、 非线性的 ， 不但要进行基于企业或 区域 的产权交易 、成本—效益”等微观经济机制分析 ， “ 还 要基 于不 同时空尺度 区域 “ 结构一功能 ” 的宏观空间机制 分析 。 单纯地理学或经济学意义上的分析则缺乏深刻 的机 制探讨 ， 需要从经济学 、 社会学等人文科学 ， 系统科 学 、 物 理学 、 几何学 、 环境科学 、 地质学等 自然科学 ， 甚至是从建 筑学 、 流行病学等各相关学科的发展中寻求“ 思想灵感 ” 。 四、 科学 理论 的新 探 索
形成 “ 观机 制” 路 。 宏 思
的带动机制 ， １４ 年代西方社会地理 学发源 的“ 从 ９０ 扩散” 和西方经济学从经济周期规律研究 中提出的 “ 创新 ”揭 ， 示 了发展关联 的过程 和机理 ，为地理运 动研究提供 了最 基本的分析工具——“ 创新” 为运 动驱动力 、 散作为 作 扩
发 研 究 空 间运 动 的 方 向 。
我 国的经济地理学从 经济发展空 间结构 角度 出发 ， 提 出了点一轴 、 条带 、 梯度等重大理论 成果 ， 广泛地应用 于我国的经济地域开发战略 ，有力地推动了我 国经济地 理学理论和空间结构研究 的进展 ，为进一步探讨地理运 动在空 间结构过程 中的作用提供 了明确的方 向。
度、 体制和政策等内在关 系方面增强解决问题的能力 ， 推 动地理学在 内“ 观一 观机制” 微 宏 相结合
西方 经济 学从市 场失灵 角度 对 于 “ 外部 性 ” 环境 （ 影响 ） 的研 究 ， 出 “ 提 公共 物 品” 问题 ， 揭示 了在产 权不 明晰的条 件下资 源环境 问题产 生 的必 然性 ，提 出产权
本 刊 专 稿
《航天器空间环境效应与防护技术》课程建设及教学思考
《航天器空间环境效应与防护技术》课程建设及教学思考根据国家航天局公开的报道，未来二十年将是我国航天科技活动井喷式发展的时代。
我国将陆续完成“长征”系列新一代大推力运载火箭的研制任务、具有航天员长期活动的“天宫”空间站的发射组建工作、2029年实现载人登月，2030年实现发射采样返回的火星机器人以及小行星探测等任务。
随着我国航天科技事业的蓬勃发展，对航天专业的高科技青年人才的需求也日益增长。
航天类高等院校承担着为国家航天科技培养专门人才的重要历史使命，迫切需要做到与时俱进，将航天科技专业基础知识与日新月异的前沿技术有机贯通起来，培养具有扎实专业基础和开拓性视野的创新型人才，为使我国早日迈入世界航天强国奠定雄厚的智力基础。
1-3《航天器空间环境效应与防护技术课程》是航天类相关专业重要的专业基础课程，该课程主要介绍航天器在空间飞行期间所经历的高真空、冷黑、辐射、微重力，微流星、等离子体等苛刻空间环境及这些环境因素对航天器在轨运行的影响效应，课堂教学中具有很强的理论性。
而飞行器设计、人机与环境工程等航天专业的本科生、研究生在课题学习和研究中主要着重于针对这些环境效应的地面模拟试验方法和理论防护设计。
这就造成当前专业基础理论与实际研究工作的脱节，不能有效激发学生的学习与研究兴趣，致使学生在课题研究中不能将理论与实际具体工作有机的融会贯通。
有效解决这一理论与实际工作脱节的问题对于优化学生的知识结构、视野和激发学生的研究兴趣及创新精神将大有益处。
1 《航天器空间环境效应与防护设计》课程简介航天器在研制、发射、入轨、返回过程中要先后经历地面环境、发射环境、轨道（空间）环境、返回环境等四个阶段，其中空间环境对航天器的影响最为重要。
人类航天活动积累的经验证明，70%的航天器故障是由空间极端环境造成的。
由于航天器研制、发射周期较长、耗资巨大，一旦出现故障，很难进行维护且维修成本高昂。
不仅造成经济上的巨大损失，在政治、军事和国防安全方面也将产生巨大负面影响。
飞行器所受环境载荷分析与结构设计优化
飞行器所受环境载荷分析与结构设计优化随着航空航天技术的不断发展，飞行器在各种极端环境下的运行要求越来越高。
为了确保飞行器的飞行安全和性能稳定，必须对其所受环境载荷进行精确分析，并进行相应的结构设计优化。
环境载荷是指由于周围环境引起的对飞行器结构产生的力或荷载。
飞行器所受的环境载荷包括气动载荷、重力载荷、振动载荷、热载荷、电磁载荷等。
这些载荷会对飞行器的结构产生影响，并可能引起结构失效，导致事故发生。
因此，对飞行器所受环境载荷进行准确分析和结构设计优化非常重要。
首先，气动载荷是飞行器最重要的环境载荷之一。
它包括升力、阻力、侧向力、俯仰、偏航和滚转力矩等。
气动载荷的大小和方向取决于飞行器的速度、姿态和气动特性等因素。
通过数值模拟和试验方法，可以获得不同飞行状态下的气动载荷数据，进而对飞行器进行结构设计优化，以提高其飞行性能和稳定性。
其次，重力载荷是指由于地球引力作用而产生的载荷。
飞行器在不同飞行阶段（如升空、巡航、下降和着陆）会受到不同大小的重力载荷影响。
在分析重力载荷时，需要考虑飞行器的重量、质心位置、地球引力加速度等因素。
通过合理的结构设计和布局，可以减轻飞行器的重量，并降低重力载荷对结构的影响。
振动载荷是指由于飞行器运动、发动机震动、空气动力学效应和气流扰动等因素引起的结构振动。
这种载荷会对飞行器的结构造成疲劳损伤和振动响应。
通过有限元分析、振动试验和结构控制等方法，可以识别和减少飞行器的振动载荷，保证其正常运行。
除了以上提到的环境载荷外，热载荷和电磁载荷也是飞行器所受的重要载荷。
热载荷主要来自于发动机和高速飞行时的气动加热。
电磁载荷则来自于雷达、通信设备和其他电子设备的电磁辐射。
这些载荷会对飞行器的材料性能和电子系统产生影响，因此在结构设计中需要考虑热传导和电磁屏蔽等问题。
为了确保飞行器的结构强度和稳定性，在分析和设计过程中需要遵循一系列的原则和规范。
例如，根据国际民航组织的标准，飞行器的气动设计需要满足一定的升力系数、阻力系数和侧向力系数要求。
航天器多学科设计优化研究综述
本 文针 对 航 天 器多 学 科设 计优 化 问题 ， 绍 了 介
国内外 在 Ｍ Ｏ 系 统 建 模 、 成 设 计 框 架 开 发 和 Ｄ 集 ＭＤ Ｏ应 用等 方 面的研 究情 况 ， 析 了航 天 器 多学 科 分 设 计优 化存 在 的困难 及进 一 步研究 的 重点 。
此 式表 明 ， Ｄ 是进 行 复 杂 系 统 设 计 的 过 程 中 ， ＭＯ 结 合系统 的 多学科 耦 合 本 质 ， 分 利 用 各 种 多学 科设 充
计算 机 技术 、 息技 术 、 拟 现实 技 术 、 计 制 造 集 信 虚 设 成技术 等 的 飞速 发 展 ， 国外 Ｍ Ｏ技 术 在 航 空 航 天 、 Ｄ 机械 电子 、 车船舶 等诸 多领 域 得到 了成 功的应 用 。 汽
维普资讯
第２ ７卷 增 刊 ２０ ０６年 １ ２月
宇 航 学 报
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ ｔ ｎ ｕ ｃ ｏ ｒ ａ ｒ ａ ｔ ｓ ｏ ｃ ｍｂｅ ２ ６ ｒ ０Ｄ
航 天 器 多学 科 设 计 优 化研 究 综 述
收 稿 日期 ：０５１ ７ 修 回 日期 ：０ ６０．９ ２０ ．１１ ； ２０．５０
计 与多学 科 分析 工 具 ， 终 达 到 基 于 多 学 科 优 化 的 最 方 法 论 体 系 ， 不 是 简 单 地 优 化 方 法 。它 强 调 ： 而 ①
最优解 的 相对性 ， 化 追 求 的并 不 一定 是 一 个 最 优 优
Ｍ Ｏ的 核心 问题 在 于设 计 过 程 中充 分 考 虑学 Ｄ
科 之 间的耦 合 效 应 ， 进 行 合 理 的 分解 协 调 。它 可 并
以形 象地 描述 为 ：
ＭＤＯ ＝ ＭＤ ＋ ＭＡ ＋ Ｍ０
航空航天领域中的航空航天器环境控制与生态保护
航空航天领域中的航空航天器环境控制与生态保护航空航天在现代社会中扮演着重要的角色，而航空航天器的环境控制和生态保护成为了该领域不可忽视的问题。
本文将探讨航空航天器环境控制的挑战以及生态保护的重要性，并介绍一些用于解决这些问题的创新技术。
一、航空航天器环境控制的挑战航空航天器环境控制面临着各种挑战，包括空气质量污染、噪声污染以及外部大气层和太空环境的影响等。
这些挑战对航空航天器的正常运行和乘客的健康安全造成了潜在威胁。
首先，航空航天器的发动机排放物给大气层造成了严重的污染。
尽管航空公司已经采取了一系列措施来降低飞机尾气排放，但仍然存在一定程度的空气质量问题。
例如，航空燃料的燃烧产生的二氧化碳排放是全球温室气体排放的重要来源之一。
其次，航空航天器在起飞和降落过程中会产生巨大的噪音。
这不仅对机组人员和乘客的健康产生影响，还会对周边居民的日常生活造成干扰。
因此，航空航天器噪音的控制已经成为了航空公司和相关政府部门的重要议题。
最后，外部大气层和太空环境的影响对航空航天器的性能和寿命也产生了影响。
航天飞行中的航空航天器需要面对辐射、微重力和宇宙尘埃等因素，这些因素对电子设备和航天器结构造成潜在的损害。
二、航空航天器环境控制技术创新为了解决航空航天器环境控制的挑战，科学家和工程师提出了许多创新技术。
以下介绍几个最引人注目的技术示例。
首先，航空公司和航空制造商正在积极研究燃料效率和低排放技术。
例如，引入更先进的发动机设计和材料，减少燃料消耗和尾气排放。
此外，使用可再生能源来替代传统航空燃料也被广泛探讨和实践。
其次，航空航天器的噪音控制技术也取得了重大进展。
利用声学材料和设计优化，航空航天器的噪音水平得到了有效降低。
此外，起降过程中的航路优化和飞行控制系统的改良也能减轻噪音对周边居民的影响。
最后，为了保护航天器免受外部环境的损害，航空航天工程师开发了一系列保护措施。
例如，在航天器的表面加装防辐射材料和微重力环境下的结构强度增强材料，以减少外部环境对航空航天器的危害。
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航天器空间多因素环境协同效应研究沈自才;邱家稳;丁义刚;刘宇明;赵春晴【摘要】The necessity of study on synergistic effect of space environments is analyzed. Some synergistic effects such as electron, proton and ultraviolet, atomic oxygen and ultraviolet, atomic oxygen and space debris, discharging induced by space debris and contamination induced by space environment were discussed. The present state and perspectives of study on synergistic effects were discussed and proposed. Some advices and countermeasures of systemic study on mechanism, simulation, test method, forecasting technique were given.%文章首先对空间多因素环境协同效应研究的必要性进行了分析,然后对不同空间环境因素间的协同效应,如带电粒子与太阳电磁辐射、原子氧与紫外、原子氧与空间碎片、空间碎片诱导放电及空间环境诱导污染效应等进行了探讨,最后对开展空间多因素环境协同效应的现状和方向进行了讨论,给出了系统开展空间多因素环境协同效应机理、模拟技术、试验方法、仿真及预示技术研究的建议和对策.【期刊名称】《中国空间科学技术》【年(卷),期】2012(032)005【总页数】7页(P54-60)【关键词】空间环境;多因素协同;效应分析;航天材料;航天器【作者】沈自才;邱家稳;丁义刚;刘宇明;赵春晴【作者单位】北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室,北京100094;中国空间技术研究院,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室,北京 100094;北京卫星环境工程研究所可靠性与环境工程重点实验室,北京100094【正文语种】中文1 引言航天器在轨运行期间所面临的空间环境包括真空、低温与冷黑、带电粒子辐射、太阳电磁辐照、空间碎片、微流星体及原子氧等［1-2］。
这些空间环境及效应将对其敏感材料和器件带来严峻的挑战，可导致其性能退化甚至失效，严重影响航天器在轨可靠性及寿命。
近年来，人们认识到地面单个环境因素的模拟试验常常与空间飞行试验的数据不吻合，多种环境因素引起的协同效应逐渐引起人们的注意。
美国空军实验室的Charles Stein等人研究发现，由于微小碎片的累积撞击效应引起的污染造成比未受碎片撞击的太阳电池光谱透射率下降超过15%［3］。
空间环境除了微小碎片外，还充满了各种带电粒子和电磁辐射环境，它们的共同作用将造成航天器外露材料的性能发生严重退化甚至失效。
因此，需要对航天器在轨的空间多因素环境协同效应进行研究，以指导航天器敏感材料与器件的空间环境效应地面模拟试验，并对航天器空间环境故障分析提供指导。
2 空间多因素环境协同效应研究的必要性航天器在轨寿命期间遭受的空间环境是复杂的，这些环境将不仅单独对航天器敏感材料及器件产生作用，有的环境可能诱发次生环境，有的环境对航天器的作用可能引发另一个环境对航天器的效应，有的环境可能对其他环境产生的效应具有增强作用，有的则有减弱作用，等等。
不同空间环境因素协同效应关系见表1。
由于单独研究某一种环境对航天器的影响可能带来研究不充分、效应误差较大等问题，所以有必要进一步加强空间多因素环境对航天器性能退化协同效应的研究。
1）空间环境是多因素环境。
航天器在轨空间环境是多种因素环境共同存在的。
这些环境因素不仅单独对航天器产生作用，其中的两种或者多种环境可能对航天器产生协同作用。
2）不同空间环境及效应是相互关联的。
航天器在轨空间环境效应包括总剂量效应、单粒子效应、位移损伤效应、充放电效应、空间碎片撞击效应等，可引起航天器敏感材料和器件的光学性能、电学性能、力学性能等发生退化，如热控涂层太阳吸收率增加、薄膜材料力学性能会变差、太阳电池光电效率下降等［2］。
不同环境引起的效应之间可能是互相关联的，如紫外辐射可能引起污染物的释放或污染效应的增强；原子氧的侵蚀效应则可能带来污染物的剥蚀，也可能增加污染效应等。
3）提高地面模拟试验和故障分析的有效性。
只有综合考虑多种环境因素引起的协同效应对航天器的影响才能提高航天器敏感材料及器件的地面模拟试验和航天器在轨故障分析的有效性。
表1 不同空间环境因素协同效应关系表Tab.1 Synergistic effect between different space environments注：1）带电粒子中的电子、质子与重离子间可能存在协同效应；2）紫外辐射中的近紫外辐射和远紫外辐射可能对材料与器件产生协同效应；3）“A”表示不存在协同效应，“B”表示可能存在协同效应，“C”表示存在一般协同效应，“D”表示存在显著的协同效应。
环境带电粒子紫外原子氧空间碎片等离子体污染带电粒子 B1） C C C B C紫外 C B2） D C B C原子氧 C D A D B D空间碎片 C C D A B D等离子体 B B B B A C污染 C C D D C A3 空间多因素环境协同效应空间多因素环境可对航天器在轨性能产生复杂的效应，不同的空间环境因素对航天器性能退化及产生故障的机制也不相同。
3.1 带电粒子辐射与太阳电磁辐射的协同效应航天器在轨运行期间，其外露材料遭受的辐射环境不但包括带电粒子辐射（主要是电子和质子），还包括太阳电磁辐射（主要是紫外线）。
对表层热控材料和光学器件，特别是对有机热控涂层，在带电粒子辐射和太阳电磁辐射的综合作用下，其性能将发生较大的退化乃至失效。
这是因为带电粒子辐射不但可能打断有机材料的化学价键，而且可引起材料内部发生电离效应或位移效应；而紫外辐射不仅可造成价键断裂乃至电离，而且可能引起带电粒子辐射损伤的加剧或损伤的修复。
冯伟泉等人对S781白漆、SR107-ZK白漆、F46镀银、OSR二次表面镜、ACR 导电白漆等在空间电子、质子和近紫外辐射环境下的协同效应进行了地面模拟试验研究［4］，研究结果与“东方红二号”卫星热控涂层的飞行试验结果非常接近。
这说明对航天器外露采用综合辐射较单因素辐射更能真实反应航天器在轨的实际情况。
3.2 原子氧及紫外协同效应在200km～700km的低地球轨道上同时存在原子氧环境和紫外辐射环境，大量飞行试验和地面模拟试验结果表明，原子氧和紫外环境是造成低地球轨道航天器表面退化的主要原因［5］。
（1）原子氧对紫外辐射效应的“漂白”作用紫外辐射环境和原子氧环境对航天器表面材料的协同作用机理复杂。
紫外辐射可造成航天器表面材料，如温控白漆，颜色加深甚至黑化，使太阳吸收率增加；原子氧环境则对紫外产生的温控漆退化产生“漂白”作用，使其光学性能有某种程度的恢复。
因此，两者对温控漆光学参数的影响表现为相互抵消的作用。
这是因为紫外辐射可以使航天器表面涂层材料内部的颜料粒子产生色心，即材料内部的金属氧化物吸收紫外辐射光子产生电子跃迁，形成空穴-电子对，从而引起吸收率增加，而金属氧化物颜料粒子的色心在暴露氧环境后会消失，产生“漂白”或“恢复”效应。
（2）紫外辐射对原子氧侵蚀效应的“促进”作用原子氧和紫外的协同效应会加剧某些温控漆表面剥蚀，表现为相互加强的作用。
这是因为紫外辐射会导致温控涂层或者有机聚合物发生分子链的交联，价键的断裂，从而引起材料的表面软化或者碎裂，为原子氧的侵蚀提供了通道，加剧原子氧的侵蚀。
目前，人们非常重视原子氧与紫外辐射的协同效应。
紫外辐射的存在，将会影响到原子氧与某些材料的反应或剥蚀速度。
但不能简单的考虑协同效应是加强或减弱了环境效应的影响，视具体情况表现出其复杂性。
例如：Teflon在单一原子氧环境中表现出较高的稳定性（反应系数小于0.05×10-24 cm3／Atom），但在原子氧、紫外环境的协同效应作用下，反应加剧，反应系数高达0.36×10-24 cm3／Atom［6-7］；Kapton在紫外辐射的作用下性能变化较小，而原子氧、紫外的协同作用对其剥蚀率几乎没有影响。
因此，对原子氧、紫外多因素环境协同效应模拟技术和试验方法的研究，能更真实地模拟航天器经受的原子氧环境条件，对提高设计品质、保证航天器寿命有重要意义。
3.3 空间碎片与原子氧的协同作用空间碎片和原子氧的协同作用将大大加剧空间材料遭受侵蚀的程度。
小于1mm的空间微小碎片通常不会对航天器造成灾难性损伤，但是由于数量大，与航天器的碰撞几率高，其表面多次撞击造成的长期积累效应是很明显的。
在微小碎片的撞击下，空间功能性防护膜上产生许多针孔或裂纹，尽管这些缺陷小得难以发现，但给原子氧提供了一个进入基底材料的通道，造成原子氧在防护层下“潜蚀”并掏空，造成防护层撕裂和脱落，进而导致防护措施失败，尤其是对大面积板形结构的平面阵天线和太阳能电池阵危害更大。
以色列Ronen Verker研究小组利用激光驱动的高速微小碎片研究了微小碎片与原子氧对航天器表面聚合物热控材料的协同效应［7］，研究发现微小碎片高速撞击热控材料后引起了原子氧刻蚀速率的增加，损伤变为以新的孔洞形成为主要因素。
这就说明了由于微小碎片的撞击而引起了氧扩散的增强，从而给航天器表面材料带来了更大的危害，证实了二者的协同作用确实存在。
3.4 空间碎片及微流星体诱导放电太阳能电池是航天器的重要能源系统，其工作状态直接影响到航天器的正常工作状态和使用寿命。
由于其面积较大，并暴露于空间，遭受空间碎片撞击的概率非常高。
Levy等人研究表明，静电放电能够在太阳高压电池板中产生持续的二次电弧。
静电放电一定是在边缘发生，例如在太阳电池片之间，那儿存在偏压和介质材料［8］。
然而，超高速碎片产生的喷射物和污染能够较静电放电更容易诱发高压太阳阵二次电弧，该现象得到了Crawford和Schultz等人工作的证实，研究发现在撞击点附件产生的高电导率等离子体喷溅物能够为放电提供一个便利的渠道［9］。
在他们的工作中，以4.9km／s发射的Al粒子产生了负粒子喷射，在撞击点附件55cm的位置几毫秒的时间内变为正电荷。
考虑到这个二次电弧放电诱发机制，可以认为撞击产生的等离子体或者碎片喷溅物是太阳能电池间1mm缝隙处引起放电的原因（见图1）。