Para estudar os danos nos componentes ópticos e o impacto na dispersão do sistema óptico causados por impactos hiperrápidos de detritos espaciais (HVI), foi utilizado um método de acoplamento adaptativo baseado no método de elementos finitos e na hidrodinâmica de partículas suaves (FEM-SPH), combinado com experimentos de impacto em alta velocidade. Investigou-se sistematicamente os mecanismos de dano dos componentes ópticos e o efeito da degradação do desempenho óptico sob o impacto de micropartículas espaciais hiperrápidas. O objeto de estudo foram partículas de alumínio 2024-T3 com tamanhos entre 0,1 e 1 mm, considerando quatro parâmetros: tamanho da partícula, velocidade do impacto, ângulo de incidência e morfologia da partícula (SAVM). Os resultados da simulação numérica mostraram que o diâmetro e a profundidade da cratera de impacto aumentam monotonicamente com o tamanho da partícula e a velocidade do impacto, sendo o dano mais significativo em um ângulo de incidência de aproximadamente 25°. A morfologia das partículas tem um impacto significativo no grau de dano, com as partículas cilíndricas longas causando os danos mais evidentes. O processo de impacto é acompanhado pela evolução da nuvem de fragmentos e pelo levantamento da superfície do alvo, cujo mecanismo de formação decorre principalmente da propagação de ondas de tensão, do fluxo plástico dinâmico do material e da ação de compressão acoplada das partículas SPH. Além disso, por meio do acoplamento da morfologia de dano extraída ao modelo do sistema óptico, analisou-se quantitativamente o impacto dos defeitos superficiais causados pelo impacto no desempenho óptico do sistema. O estudo descobriu que, quando o tamanho da partícula de impacto excede 0,4 mm, a taxa de supressão de luz difusa do sistema (ER) diminui significativamente abaixo do limite de engenharia de 40 dB, provocando um aumento abrupto no nível de luz difusa e uma degradação severa do desempenho de imagem e comunicação óptica. Este trabalho estabelece uma cadeia completa de análise desde a simulação do impacto hiperrápido até a extração da morfologia do dano e a análise da degradação do desempenho óptico, fornecendo uma base teórica e suporte metodológico para a avaliação de danos e o design de proteção de componentes ópticos espaciais.

detritos espaciais;HVI;FEM-SPH;degradação do desempenho óptico;análise de luz difusa