激光清洗技术助力航天器表面净化：高效、环保、精准

激光清洗技术助力航天器表面净化：高效、环保、精准

航天器表面的清洁度直接影响其性能和寿命。传统清洗方法如化学清洗和机械打磨存在诸多局限，如环境污染、基材损伤等。激光清洗技术的出现，为航天器表面净化提供了革命性的解决方案。

激光清洗是利用高能量密度的激光束与物质表面相互作用，使污物或涂层从基底表面剥离或分解的过程。其主要机理包括：

• 热烧蚀：激光能量被表面污物吸收后，使其温度迅速升高，导致污物熔化、汽化或分解，从而与基材分离。
• 应力振动：激光照射产生的热膨胀会在材料表面产生应力，这种应力可以克服污物与基材之间的粘附力，使污物脱落。
• 相爆炸：当激光能量密度极高时，表面污物会瞬间汽化，产生强烈的冲击波，将污物从基材表面剥离。
• 等离子体冲击：在极高能量密度下，激光与材料相互作用会产生等离子体，等离子体的冲击波也会对污物产生剥离作用。

在航空航天领域，激光清洗技术主要用于去除航空发动机进气道、飞机表面涂层等，去除氧化膜、油漆等污物，保证零部件的性能和使用寿命。例如，欧洲航天局（ESA）在多个项目中采用了激光清洗技术，用于清洗火箭发动机的燃烧室和喷嘴，有效去除了残留的燃料和氧化物，提高了发动机的可靠性和效率。

相比传统清洗方法，激光清洗具有以下显著优势：

• 无接触式清洗：激光清洗不需要与被清洗物体接触，避免了对基材的机械损伤，特别适合于精密部件的清洗。
• 无化学污染：与化学清洗不同，激光清洗不使用任何化学试剂，不会产生有害的化学废液，符合环保要求。
• 高精度和高效率：激光束可以聚焦到很小的区域，实现精确的局部清洗，同时清洗速度快，效率高。
• 适用范围广：激光清洗可以应用于各种材料的表面，包括金属、陶瓷、塑料、复合材料等，且对不同形状和复杂结构的工件也具有很好的适应性。

随着太空探索的不断深入，可持续性成为未来任务的关键要素。激光清洗技术不仅能够提高航天器的性能和可靠性，还符合环保和资源循环利用的要求。未来，随着技术的进一步发展，激光清洗有望在太空维护和在轨服务中发挥更大作用，为人类的深空探索提供有力支持。