Устройства для контроля радиационной обстановки на космическом аппарате

Н. Д. Сёмкин, П. Г. Плохотниченко, А. Б. Ильин, М. П. Калаев, Д. М. Рязанов, Р. А. Помельников

Аннотация


Приведены результаты экспериментов, которые проводились в 90-е, 2000-е годы как в нашей стране, так и за рубежом по изучению воздействия радиации на электронное оборудование космических аппаратов. Дана общая характеристика факторов космического пространства, приведены характеристики ионизирующих излучений. Предложена концепция построения устройства контроля воздействия ионизирующих излучений космического пространства на отдельные элементы бортовой аппаратуры космических аппаратов. Рассмотрены отказы, вызываемые в интегральных микросхемах ионизирующим излучением космического пространства, приведена их классификация. Рассмотрены радиационные мониторы, применяемые в экспериментах, такие как Radiation Environment Monitor, Standard Radiation Environment Monitor, Cosmic-Ray Effects and Dosimetry, Призма-3, СТЭП-Ф, МДП-дозиметры (RadFET). Рассмотрены характеристики радиационных мониторов, общие принципы измерения характеристик ионизирующих излучений. Рассмотрен комплекс аппаратуры «ДЧ-ДМС» для проведения эксперимента по изучению воздействия факторов космической среды на образцы оптических элементов, покрытий и электронных компонентов. Рассмотрен модуль «ЭРИ ИП», предназначенный для проведения эксперимента по исследованию воздействия ионизирующего излучения космического пространства на электрорадиоизделия иностранного производства (commercial off-the-shelf – COTS). В данном эксперименте испытываются микросхемы Atmega168PA, STM32F303, AM29F010b, AM24C32.


Ключ. слова


Космический аппарат; контроль; ионизирующее излучение; радиационные эффекты; интегральные микросхемы; радиационные мониторы

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Панасюк М.И., Новиков Л.С. Модель космоса: научно-информационное издание. Воздействие космической среды на материалы и оборудование космических аппаратов. М.: КДУ, 2007. 1144 с.

2. Панасюк М.И. Становление и развитие космической физики в МГУ. Радиация в космосе: Наследие С.Н. Вернова // Успехи физических наук. 2011. Т. 181, № 2. С. 197-210.

3. Новиков Л.С., Радиационные воздействия на материалы космических аппаратов. М.: Университетская книга, 2010. 192 с.

4. Хаффнер Дж. Ядерное излучение и защита в космосе. М.: Атомиздат, 1971. 320 с.

5. Никифоров А.Ю., Телец В.А., Чумаков А.И. Радиационные эффекты в КМОП ИС. М.: Радио и связь, 1994. 164 с.

6. Устюжанинов В.Н. Радиационные эффекты в биполярных интегральных микросхемах. М.: Радио и связь, 1989. 144 с.

7. Зебрев Г.И. Радиационные эффекты в кремниевых интегральных схемах высокой степени интеграции. М.: НИЯУ МИФИ, 2010. 148 с.

8. Кулаков В.М., Ладыгин Е.А., Шаховцов В.И. Действие проникающей радиации на изделия электронной техники. М.: Советское радио, 1980. 224 с.

9. Kramer H.J. Observation of the Earth and its environment: survey of missions and sensors. Springer, 1996. 988 p.

10. Buhler P., Ljungfelt S., Mchedlishvili A., Schlumpf N., Zehnder A. Radiation environment monitor // Nuclear Instruments and Methods in Physics Re-search A. 1996. V. 368, no. 3. P. 825-831. doi: 10.1016/0168-9002(95)00757-1

11. Evans H.D.R., Buhler P., Hajdas W., Daly E.J., Nieminen P., Mohammadzadeh A. Results from the ESA SREM monitors and comparison with existing radiation belt models // Advances in Space Re-search. 2008. V. 42, no. 9. P. 1527-1537. doi: 10.1016/j.asr.2008.03.022

12. Knight F.L. The space test program APEX mission satellite // Proceedings of the 6th Annual AIAA USU Conference on Small Satellites, 1992.

13. Underwood C.I. In-orbit radiation effects monitoring on the UoSAT satellites // Proceedings of the 4th Annual AI-AA USU Conference on Small Satellites, 1990.

14. Dyer C.S., Truscott P.R., Sanderson C., Watson C., Peerless C.L., Knight P., Mugford R., Cousins T., Noulty R. Radiation environment measurements from CREAM and CREDO during the approach to solar maximum // Nuclear Science. 2000. V. 47, no. 6. P. 2208-2217. doi: 10.1109/23.903755

15. Садовничий В.А., Панасюк М.И., Бобровников С.Ю., Веденькин Н.Н. и др. Первые результаты исследования космической среды на спутнике Университетский-Татьяна // Космические исследования. 2007. Т. 45, № 4. С. 291-305.

16. Дудник А.В., Прето М., Курбатова Е.В., Санчез С., Тимакова Т.Г., Титов К.Г., Парра П., Авилов А.М., Котов Ю.Д., Юров В.Н. Концепция построения всенаправленной системы регистрации потоков заряженных частиц на малом космическом аппарате // Труды научно-технического семинара «Научные эксперименты на малых космических аппаратах». Серия: Аппаратура, сбор данных и управление, электронная компонентная база. М.: ИКИ РАН, 2013. С. 21-47.

17. Анашин В.С. Контроль воздействия ионизирующих излучений космического пространства на радиоэлектронную аппаратуру как способ обеспечения высоких сроков активного существования космических аппаратов // Датчики и системы. 2009. № 4. С. 2-6.

18. Holmes-Siedle A. The space charge dosimeter. General principles of a new method of radiation detection // Nuclear Instruments and Methods. 1974. V. 121, no. 1. P. 169-179. doi: 10.1016/0029-554X(74)90153-0

19. Kelleher A., O'Sullivan M., Ryan J., O'Neill B., Lane W. A Development of the Radiation Sensitivity of pMOS Do-simeters // IEEE Transactions on Nuclear Science. 1992. V. 39, Issue 3, part 1. P. 342-346. doi: 10.1109/23.277514

20. Мещуров О.В., Таперо К.И., Емельянов В.В., Улимов В.Н., Артемов А.Д., Калинкин И.Ю., Орлов В.А. Дозиметрический контроль на борту космических аппаратов с помощью МДП-дозиметров // Научно-технический сборник «Вопросы атомной науки и техники. Серия: Физика радиационного воздействия на радиоэлектронную аппаратуру». 2002. Вып. 4. С. 34-38.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/1998-6629-2015-14-1-58-72

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533