Схемотехника парирования воздействия одиночных и дозовых эффектов в бортовых ретрансляторах


DOI: 10.34759/trd-2020-111-11

Авторы

Петух Н. Н. *, Благодырев В. А.

АО «Российские космические системы», ул. Авиамоторная, 53, Москва, 111250, Россия

*e-mail: petukh_nn@spacecorp.ru

Аннотация

На функционирование бортовой аппаратуры космического аппарата (БА КА) оказывают влияние многочисленные факторы. Особое значение имеет ионизирующее излучение космического пространства (ИИ КП) высокоэнергетичные электроны и протоны естественного радиационного пояса Земли (ЕРПЗ), а также потоки частиц солнечных и галактических космических лучей (СКЛ и ГКЛ) состоящих из высокоэнергетичных протонов и тяжелых ионов (ТЗЧ). Радиационные эффекты ионизирующего излучения могут не только вызвать деградацию, но также выводить из строя электронные и электрические системы КА. Даже на высотных коммерческих авиалайнерах, летающих по полярным маршрутам, были зафиксированы документально подтвержденные случаи неисправностей авионики из-за радиационного воздействия космического пространства.

Для снижения влияния ионизирующего излучения, предлагается рассмотреть схемотехнические решения, позволяющие предотвратить преждевременные сбои электронной аппаратуры КА подвергающейся воздействию ИИ КП.

Схемотехнические решения парирования вероятных отказов аппаратуры КА (из-за воздействия тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ), высокоэнергетичных протонов космического пространства и дозового воздействия) обеспечивают снижение влияния токов пробоя на полупроводниковые элементы больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС) из состава БА КА.

Ключевые слова:

ионизирующее излучение космического пространства, космическая радиация, одиночные радиационные эффекты, космический аппарат, срок активного существования, надежность

Библиографический список

  1. Райкунов Г.Г. Ионизирующее излучение космического пространства и их воздействие на бортовую аппаратуру космических аппаратов. – М.: Физматлит, 2013. – 256 с.

  2. Space radiation effects on electronic components in low-earth orbit, NASA Practice, April 1996, Johnson Space Center (JSC), pp. 1 – 7.

  3. Steven H. Voldman. Latchup, John Wiley & Sons, 2008, 472 p.

  4. Edmonds L.D., Barnes C.E., Scheick L.Z. An introduction to space radiation effects on microelectronics, Pasadena, USA, NASA, Jet propulsion laboratory, California institute of technology, 2000, 83 p.

  5. Andrew Holmes-Siedle, Len Adams. Handbook of radiation effects, New York, Oxford University Press, 1994, 479 p.

  6. Чумаков А.И. Действие космической радиации на интегральные схемы. – М.: Радио и связь, 2004. – 320 с.

  7. Robert Ecoffer. The radiation assessment process // 15th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS - 2015), 2015, Toulouse, France.

  8. Grigory Protopopov. Real radiation environment on-board of spacecrafts operating LEO, MEO and GEO // 15th European Conference on Radiation and Its Effects on Components and Systems (RADECS - 2015), 2015, Toulouse, France.

  9. Гецелев И.В., Подзолко М.В., Безродных И.П., Семенов В.Т., Фадеев В.М., Ходненко В.П. Влияние ионизирующих излучений в околоземном космическом пространстве на КА «МЕТЕОР-М» // Вопросы электромеханики. 2009. № 1. C. 29 – 34.

  10. Анисимов О.В., Курчидис В.А. Формирование диагностической информации в виде фрагментов электрических схем радиоэлектронной аппаратуры // Труды МАИ. 2017. № 94. URL: http:trudymai.ru/published.php?ID=81079

  11. Крылов В.П., Пронин Т.Ю. Относительная статистическая оценка технологической неоднородности механических характеристик печатных плат // Труды МАИ. 2019. № 105. URL: http:trudymai.ru/published.php?ID=104194

  12. Пиганов М.Н., Шопин Г.П., Назаров А.А., Овакимян Д.Н. Устройство для определения нагрузочной способности микросхем // Труды МАИ. 2019. № 108. URL: http:trudymai.ru/published.php?ID=109397

  13. Чирков А.В., Колмаков В.В. Устройство защиты цифровых микросхем. Патент № 2405247. Бюлл. № 33, 27.11.2010.

  14. Фильцер И.Г. Устройство защиты интегральных микросхем от воздействия радиации. Патент № 2322757. Бюлл. № 11, 20.04.2008.

  15. Фильцер И.Г. Устройство для защиты интегральных микросхем от тиристорного эффекта. Патент № 2510893. Бюлл. № 10, 10.04.2014.

  16. Чумаков Е.И., Качур Д.К., Соловьёв С.В., Верхотуров В.И. Микросхема радиационной защиты. Полезная модель № 110543. Бюлл. № 32, 20.11.2011.

  17. Михеев П.В., Кузуб Е.П. Датчик постоянного тока с развязкой. Патент № 2528270. Бюлл. № 25, 10.09.2014.

  18. Фёдоров Р.А. Микросхема управления модулем радиационной защиты // Нано - и микросистемная техника. 2014. № 6. C. 46 - 47.

  19. Петух Н.Н. Устройство защиты полупроводниковых микросборок от тиристорного эффекта. Патент № 2661282. Бюлл. № 20, 13.07.2018.

  20. Петух Н.Н. Схемотехническое решение парирования тиристорного эффекта в бортовых изделиях космических аппаратов // Ракетно-космическое приборостроение и информационные системы. 2018. Т. 5. № 3. С. 45 - 51.

  21. R. Dean Straw. The ARRL Handbook For Radio Communications, ARRL-the national association for Amateur Radio, Newington, 2006, 1265 p.

  22. Горбачев Г.Н., Чаплыгин Е.Е. Промышленная электроника. – М.: Энергоатомиздат, 1988. – 320 с.

  23. БИС датчик тока 1382НУ015, URL: http://www.zntc.ru/research/design-center/products/bis-datchika-toka-1382nu015.php

  24. Микросхемы интегральные серии 1114. АЕЯР.431000.379-02 ТУ, 2005. - 28 с.

  25. Петух Н.Н. Датчик определения заданного порога тока потребления. Патент № 2678718. Бюлл. № 4, 31.01.2019.


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2020

Вход