🚀 Испытания космической техники. Часть 4.1.
Испытания на радиационную стойкость

💬 В комментариях был запрос осветить тему радиационной стойкости.

Так как серьезные космические аппараты функционируют на орбите минимум 3 года, а некоторые — 15–20 лет, за это время с приборами внутри КА могут происходить различные эффекты, вызванные воздействием космической радиации.

Для начала стоит разобраться, какие вообще явления возникают из-за радиации в космическом пространстве.

Их можно разделить на три основные категории.

1️⃣ Суммарная накопленная доза (измеряется в зивертах)

Со временем металл и электронные компоненты накапливают излучение различных спектров, что постепенно приводит к деградации электронной аппаратуры.

Основной способ защиты — увеличение толщины корпуса прибора.

2️⃣ Выбивание атома из кристаллической решетки

Это приводит к образованию дефекта Френкеля, при котором возникают вакансия и междоузельный атом.

Не буду подробно останавливаться на физике процесса — при желании об этом можно почитать отдельно.

Практические последствия намного интереснее:
• снижается мощность, вырабатываемая солнечными батареями, поскольку нарушается структура кремния;
• увеличивается уровень шума матриц в оптических системах.

3️⃣ Эффекты одиночных событий

На мой взгляд, это самая опасная категория.

Именно такие события могут привести к изменению режима работы космического аппарата. Например, случайная заряженная частица способна переключить какой-нибудь транзистор.

Или другой сценарий: частица попадает в ячейку памяти — и вот вы уже не можете достучаться до прибора или получить телеметрию, записанную за виток.

Из более неприятных примеров — защелкивание тиристора в КМОП, которое приводит к повышенному потреблению тока и последующему выходу микросхемы из строя.

На самом деле третья категория — эффекты одиночных событий — очень обширна. По ней вполне можно прочитать отдельную лекцию.

Инженерная комната
Рамиль Гайнутдинов