Wpływ wybranych czynników na pracę układów elektronicznych w bliskiej przestrzeni kosmicznej
DOI:
https://doi.org/10.55225/sti.633Słowa kluczowe:
bliska przestrzeń kosmiczna, promieniowanie kosmiczne, układy elektroniczne, redundancjaAbstrakt
W pracy dokonano przeglądu doniesień naukowych opisujących wpływ wybranych czynników fizycznych w bliskiej przestrzeni kosmicznej na pracę układów elektronicznych w zależności od odległości od powierzchni Ziemi. Wpływ ten jest zazwyczaj destrukcyjny. W związku z tym w urządzeniach pracujących w kosmosie jest wymagane korzystanie z podzespołów i urządzeń elektronicznych, w których użyto specjalnych materiałów i zastosowano rozwiązania konstrukcyjne uodporniające je na trudne i zmienne warunki pracy. Mowa tutaj z jednej strony o szybko zmieniającym się ciśnieniu, wilgotności, temperaturze i polu grawitacyjnym podczas wznoszenia oraz o długoczasowym przebywaniu w przestrzeni kosmicznej, gdzie występują warunki nie spotykane w jakimikolwiek środowisku na Ziemi. Warunki te są nie tylko śmiertelnie niebezpieczne dla ludzi, ale mogą również uszkodzić, a nawet całkowicie zniszczyć elektroniczne wyposażenie sond pomiarowych oraz statków i pojazdów kosmicznych. W pracy opisano niszczące czynniki, na które są narażone układy elektroniczne przenoszone w przestrzeń pozaziemską oraz sposoby ich zabezpieczenia, w tym metody zwiększania odporności (utwardzania) oraz metody redundancyjne chroniące układy elektroniczne przed wpływem promieniowania i zmian ciśnienia.
Statystyka pobrań
Bibliografia
Hałas A. Technika próżni. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej; 2017. Google Scholar
Fox KC. The Van Allen Probes: Honoring the origins of magnetospheric science. Science X Network. [Internet]. 12 listopada 2012. [cytowane 19 grudnia 2024]. Dostępne na: https://phys.org/news/2012-11-van-allen-probes-honoring-magnetospheric.html. Google Scholar
Ganushkina NY, Dandouras I, Shprits YY, Cao J. Locations of boundaries of outer and inner radiation belts as observed by Cluster and Double Star. Journal of Geophysical Research. 2011;116( A9):1–18. https://doi.org/10.1029/2010JA016376. Google Scholar
Whitt KK, Byrd D. May’s solar storm created a new Van Allen belt. EarthSky. [Internet]. 1 sierpnia 2024. [cytowane 19 grudnia 2024]. Dostępne na: https://earthsky.org/earth/2024-mays-solar-storm-new-ring-around-earth-van-allen-belt/. Google Scholar
Edmonds LD, Barnes CE, Sheick LZ. An Introduction to Space Radiation Effects on Microelectronics. JPL Publication 00-06. Pasadena, CA: California Institute of Technology, Jet Propulsion Laboratory; 2000. [Internet; cytowane 19 grudnia 2024]. Dostępne na: https://parts.jpl.nasa.gov/pdf/JPL00-62.pdf. Google Scholar
Kikoin IK. Tablicy Fizićeskich Velićin. Moskwa: Atomizdat; 1976. Google Scholar
Kołodziej A, Krewniak P. Radiation damage of amorphous and microcrystalline silicon image sensor structure. MRS Online Proceedings Library. 1997;487:381–386. https://doi.org/10.1557/PROC-487-381. Google Scholar
Gumiela M. Podsumowanie eksperymentu RadFET. PW-SAT3. [Internet]. 15 czerwca 2019. [cytowane 19 grudnia 2024]. Dostępne na: https://pw-sat.pl/podsumowanie-eksperymentu-radfet. Google Scholar
Mlynczak MG, Hunt LA, Garcia RR, Harvey VL, Marshall BT, Yue J, Mertens CJ, Russell JM III. Cooling and contraction of the mesosphere and lower thermosphere from 2002 to 2021. Journal of Geophysical Research: Atmospheres. 2022;127(22),e2022JD036767. https://doi.org/10.1029/2022JD036767. Google Scholar
Groszkowski J. Technika wysokiej próżni. Warszawa: WNT; 1978. Google Scholar
Antosz J, Wielgat R, Plata S, Jasielski P, Pękala, D, Arabik, R, Witek M. Stratospheric missions of the University of Applied Sciences in Tarnow: Part 2: data analysis. Science, Technology and Innovation. 2023;18(3–4):46–64. https://doi.org/10.55225/sti.580. Google Scholar
Pas Van Allena. In: Wikipedia: wolna encyklopedia. [Internet; cytowane 19 grudnia 2024]. Dostępne na: https://pl.wikipedia.org/wiki/Pas_Van_Allena. Google Scholar
Dodd PE. Physics-based simulation of single-event effects. IEEE Transactions on Device and Materials Reliability. 2005;5(3):343–357. https://doi.org/10.1109/TDMR.2005.855826. Google Scholar
ESA. Space debris by the numbers. Darmstadt: ESA’s Space Debris Office at ESOC. [Internet; cytowane 19 grudnia 2024]. Dostępne na: https://www.esa.int/Space_Safety/Space_Debris/Space_debris_by_the_numbers. Google Scholar
Messenger GC, Ash MS. The Effects of Radiation on Electronic Systems. 2nd ed. Hapman and Hall; 1992. Google Scholar
Normand E. Single event upset at ground level. IEEE Transactions on Nuclear Science. 1996;43(6):2742–2750. https://doi.org/10.1109/23.556861. Google Scholar
Schwank JR, Shaneyfelt MR, Dodd PE. Radiation hardness assurance testing of microelectronic devices and integrated circuits: radiation environments, physical mechanisms, and foundations for hardness assurance. IEEE Transactions on Nuclear Science. 2013;60(3):2074–2100. https://doi.org/10.1109/TNS.2013.2254722. Google Scholar
Baumann RC. Radiation-induced soft errors in advanced semiconductor technologies. IEEE Transactions on Device and Materials Reliability. 2005;5(3):305–316. https://doi.org/10.1109/TDMR.2005.853449. Google Scholar
Ferlet-Cavrois V, Massengill LW, Gouker P. Single event transients in digital CMOS: A review. IEEE Transactions on Nuclear Sciences. 2013;60(3):1767–1790. https://doi.org/10.1109/TNS.2013.2255624. Google Scholar
Schrimpf RD, Fleetwood DM. Radiation Effects and Soft Errors in Integrated Circuits and Electronic Devices. Singapore–London: World Scientific; 2004. https://doi.org/10.1142/5607. Google Scholar
Jaworowska M. Promieniowanie a elektronika – wpływ i ochrona. Portal Branżowy Elektronika B2B [Internet]. 22 grudnia 2021. [cytowane 19 grudnia 2024]. Dostępne na: https://elektronikab2b.pl/technika/54353-promieniowanie-a-elektronika-wplyw-i-ochrona. Google Scholar
Pobrania
Opublikowane
Jak cytować
Numer
Dział
Licencja
Prawa autorskie (c) 2025 Andrzej Kołodziej, Robert Wielgat
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
