Источники проблемы сбоев, - ионизирующие излучения - Методика обеспечения сбоеустойчивости программируемой логической интегральной схемы для ракетно-космического применения

Ионизирующее излучение у поверхности Земли складывается из космического излучения, излучения от радионуклидов, содержащихся в земной коре, почве и других объектах внешней среды. Космическое излучение подразделяют на первичное и вторичное. Первичное космическое излучение - поток атомных ядер высокой энергии галактического и солнечного (~90%) происхождения, в основном протонов, б - частиц и ядер более тяжелых элементов, падающих на Землю из мирового пространства. Состав ядер первичного космического излучения приведен в следующей таблице для широты 51° с. ш. (для широты 41° с. ш. поток протонов около 610 м-2 с-1).

Средняя энергия первичных космических лучей около 104 Мэв, а отдельные частицы могут иметь энергию 1013 Мэв и более. Поток первичных частиц на границе атмосферы в высоких широтах при минимуме солнечной активности 0,7 - 1,0 см-2 с-1, а на уровне моря в среднем 1,7-10-2 см-2 с-1 и слабо зависит от солнечной активности. Большинство первичных космических частиц испытывают неупругие столкновения с ядрами атомов воздуха в верхних слоях земной атмосферы, образуя вторичное излучение.

Вспышки на Солнце являются ближайшим к Земле источником первичного космического излучения. Практически все, даже самые слабые вспышки, генерируют частицы высоких энергий и космическое излучение с энергией от нескольких десятков Кэв до 104 Мэв. Причем поток частиц с энергией E зависит от нее как E-n, где n = 2 ч 6 (меняется от вспышки к вспышке). Состав космического излучения солнечного происхождения совпадает практически с составом солнечной хромосферы, где и рождаются вспышки.

На границе атмосферы число частиц с энергией более 10 Мэв составляет ~ 104 см-2 с-1, а за время вспышки полный поток составляет порядка 109 см-2. Около 80% всех вспышек на Солнце в космическом излучении сопровождаются вспышками радиоизлучения. Такая радиационная обстановка вызывает сбои или эффекты одиночных событий(далее ЭОС) и отказы микросхемы и других активных компонентов бортовой аппаратуры.

Наибольшую опасность с точки зрения генерации ЭОС представляют высокие орбиты ( ГСО, ВЭО ). В таблице представлена классификация типовых орбит полета КА для установления требований по стойкости РЭА КА по ЭОС

Тип частиц

Диапазоны высот типовых орбит, км

< 600

600 - 1200

1200 - 6000

6000 - 10000

>10000

ГСО

ВЭО

Высоты, км, для которых устанавливаются спектры ЗЧ

СКЛ

3000

3000

3000

ГСО

ГСО

ГСО

ГСО

ГКЛ

ГСО

ГСО

ГСО

ГСО

ГСО

ГСО

ГСО

ЕРПЗ

600

1200

3000

6000

-

-

-

Типовые толщины защиты 0.1, 0.5, 1.0, 3.0, 10.0 г. см-2

Похожие статьи




Источники проблемы сбоев, - ионизирующие излучения - Методика обеспечения сбоеустойчивости программируемой логической интегральной схемы для ракетно-космического применения

Предыдущая | Следующая