Según la NASA, la radiación de protones constituye casi el 90 por ciento de los rayos cósmicos que penetran el espacio exterior. Mientras que la atmósfera de la Tierra , la masa y la ayuda del campo magnético protegen la superficie del planeta a partir de estos rayos , esos factores son reducidos o ausentes en los vuelos espaciales , y continúan disminuyendo con la distancia de la Tierra.
Protones también son el principal componente de la energía solar erupciones de llamaradas , que se originan en el sol y se puede enviar enormes corrientes de protones de alta energía de transmisión en el sistema solar , causando daños a los satélites e incluso a veces de electrónica basados en la Tierra .
Retos radiación en el espacio
espacio exterior presenta un entorno de radiación dura y única en comparación con la Tierra . Fuera de la protección otorgada por la Tierra , los rayos cósmicos hechos de protones y otras partículas de alta energía vuelan por el espacio en todas las direcciones , a menudo acercándose a la velocidad de la luz .
Para partículas con tan enorme impulso estándar de radiación blindaje es insuficiente.
Tampoco es la solución simple a la pila en más de protección. Según la NASA , como rayos cósmicos blindaje se hace más gruesa , exposición a la radiación aumenta en realidad . Esto es debido a que los rayos cósmicos empiezan a interactuar con el blindaje en sí , la producción de otras formas de radiación , además de los originales protones de alta energía . Esta radiación secundaria también puede dañar los semiconductores.
Ingenieros también están limitados en el tipo de protección que se puede construir para la electrónica basados en el espacio. A medida que el tamaño y la masa de los aumentos de blindaje , también lo hace la energía necesaria para elevar en órbita. Peso repartido a blindar es el peso que tiene que ser cortada desde el satélite o vehículo viajar al espacio - . Reduciendo potencialmente el rango de la misión de las capacidades
Vulnerabilidades semiconductores
< p > Hay dos formas básicas en las que la radiación de protones daños semiconductores .
en desplazamiento celosía , protones de alta energía alteran las posiciones de los átomos en la red de silicio que es la base de los transistores en el circuito . Estos transistores permiten cálculo , permitiendo con precisión y bloquea el flujo de electrones . Al tocar estos átomos fuera de lugar, protones energéticos comienzan rompiendo la organización apretada que la microelectrónica necesitan para funcionar correctamente .
Radiación de protones también pasa por los semiconductores y se aleja electrones , creando "agujeros" de electrones que atraen a otros átomos y cargas positivas . Con el tiempo, este daño ionización degrada la capacidad electrónica de control de los materiales semiconductores , haciendo que la corriente de fuga y socavando el hardware y fiabilidad de los datos .
Además de los efectos graduales , los llamados " trastornos de un solo evento " se producen cuando los protones chocan cerca de importantes puntos de unión de los transistores . Al alterar las cargas eléctricas en la unión , un punto eléctrico puede propagarse a través del circuito y alterar los datos .
Protección Semiconductores
ingenieros continúan desarrollando estrategias para la protección contra la radiación de protones . Una de las prioridades es encontrar los materiales de blindaje ligero que pueden detener protones sin crear radiación secundaria perjudicial. Planificando cuidadosamente las órbitas y la orientación de la nave espacial también pueden ayudar a reducir la exposición a la radiación .
La defensa más complicado y complejo contra protones se endurecimiento por radiación . En este proceso , los semiconductores están diseñados o rediseñados para resistir el daño de la radiación . Métodos de endurecimiento incluyen en el chip de blindaje, utilizando materiales de sustrato menos conductores y el uso de corrección de errores de memoria para reducir la probabilidad de errores en los datos .