Современная аппаратура космических кораблей более уязвима для радиации

Несколько космических миссий, запланированных Европейским космическим агентством и NASA, посвящены изучению Юпитера и его спутников. Чрезвычайно жесткие радиационные условия в системе Юпитера будут устанавливать строгие требования к электронике внутри космических кораблей. Чтобы обеспечить надлежащее функционирование космического корабля, важно понимать, а также количественно определять физические механизмы, вызывающие ошибки в электронике, особенно вследствие воздействия электронов. В своей диссертации ученая Марис Тали из Университета Ювяскюля доказала, что отдельные легкие частицы, такие как электроны и протоны низкой энергии, способны вызывать эффекты в электронике, которые как правило не воспринимаются всерьез.

Современные космические миссии несут большое количество высокоинтегрированных электронных устройств. Одна из таких миссий — миссия JUICE Европейского космического агентства (ESA), основной задачей которой является изучение системы Юпитера и его ледяных спутников. Радиационная обстановка поставит перед миссией несколько уникальных задач.

Как космические агентства, так и эксперименты по физике высоких энергий сталкиваются с аналогичными проблемами, когда речь идет о вредных эффектах, которые излучение оказывает на электронику. В последние годы соглашения о сотрудничестве, например, между ЦЕРН и ЕКА, прокладывают путь для решения этих сложных проблем.

Технологическое развитие неуклонно увеличивало плотность и уменьшало размер транзисторов в компонентах. Это сделало устройства намного быстрее, но в то же время более уязвимыми для новых типов излучений. Для вывода их из строя требуется гораздо меньшее количество радиации по сравнению с более старыми технологиями.

Эта диссертация концентрируется на эффектах, вызванных энергичными электронами и протонами низкой энергии в современных устройствах. Исследователь смогла доказать, что люди только недавно начали детально исследовать эффекты прямой и непрямой ионизации, вызванных электронами, а также выявить их потенциально разрушительные эффекты для космических миссий и экспериментов. Теперь эти эффекты рассматриваются более серьезно, особенно для таких миссий, как JUICE от ESA.