Теги → радиация
Быстрый переход

Регулятор проверит телефоны Apple и Samsung из-за обвинений в превышении норм радиоизлучения

Федеральная комиссия по связи США (FCC) проводит расследование в отношении некоторых смартфонов Apple и Samsung, которые, возможно, отличаются более высоким уровнем радиочастотного излучения, чем допускается нормами FCC, сообщила газета Chicago Tribune.

Газета привлекла лабораторию RF Exposure Lab в Калифорнии для тестирования нескольких моделей смартфонов этих компаний. В результате было установлено, что Apple iPhone 7 и iPhone 8, а также Samsung Galaxy S8, Galaxy S9 и Galaxy J3 превышают нормы FCC по уровню излучения.

Чрезмерные уровни излучения были в основном зарегистрированы в тесте, когда проверялось влияние телефона при нахождении на расстоянии 2 мм от человеческого тела, например, когда пользователь подносит телефон к уху во время телефонных звонков или когда телефон находится в кармане.

В ответ на просьбу ресурса Business Insider прокомментировать публикацию Chicago Tribune компания Apple заявила, что проведённое исследование было неточным по сравнению с собственным тестированием компании.

В 2022 году на МКС отправится фантом-манекен для исследования радиации

В начале следующего десятилетия на Международную космическую станцию (МКС) будет доставлен специальный фантом-манекен для изучения влияния радиации на организм человека. Об этом сообщает ТАСС, ссылаясь на заявления заведующего отделом радиационной безопасности пилотируемых космических полётов Института медико-биологических проблем РАН Вячеслава Шуршакова.

Фотографии Роскосмоса

Фотографии Роскосмоса

Сейчас на орбите находится так называемый шаровой фантом. Внутри и на поверхности этой российской разработки размещены более 500 пассивных детекторов. Дозы радиации в критических органах члена экипажа определяются именно с помощью шарового фантома, поэтому наличие большого количества детекторов позволяет максимально точно сформулировать требования к объёму радиационного контроля на поверхности тела космонавта.

«Сейчас готовится к полёту фантом-манекен. Он должен полететь на МКС в 2022 году», — сообщил господин Шуршаков.

Новый манекен поможет оценить радиационную нагрузку на организм космонавта при выполнении космического полёта. Фантом будет изготовлен из материала, поглощающего радиацию примерно так же, как тело человека. 

Российские космонавты оценят радиационную опасность на борту МКС

В долгосрочную программу исследований на российском сегменте Международной космической станции (МКС) включён эксперимент по измерению радиационного излучения. Об этом сообщает сетевое издание «РИА Новости» со ссылкой на информацию от координационного научно-технического совета (КНТС) ЦНИИмаш.

Фотографии Роскосмоса

Фотографии Роскосмоса

Проект носит название «Создание системы мониторинга радиационной опасности и исследование поля ионизирующих частиц с высоким пространственным разрешением на борту МКС».

Сообщается, что эксперимент будет проводиться в три стадии. На первом этапе планируются разработка, изготовление и наземные испытания образца матричного микродозиметра.

Вторая стадия будет проходить на МКС. Её суть заключается в накоплении информации по потокам заряженных частиц.

Наконец, на третьем этапе будет осуществляться анализ полученных данных в лабораторных условиях на Земле. «Экспериментальная часть третьей стадии предполагает воспроизведение космических радиационных полей с помощью компактного нейтронного источника, что позволит проводить радиационные испытания электронных компонентов в реалистичных полях», — говорится на сайте ЦНИИмаш.

Целью программы названо создание системы мониторинга радиационной опасности на основе метода измерения спектров плотностей энерговыделений в ПЗС/КМОП-матрицах.

В перспективе результаты эксперимента помогут в планировании длительных космических миссий, скажем, по исследованию Луны и Марса. 

Уровень радиации вблизи Луны измерят с помощью женских манекенов

Европейское космическое агентство (ESA) сообщило о планах отправить на космическом корабле Orion для облёта вокруг Луны женские манекены со встроенными датчиками, с помощью которых будет измеряться уровень как солнечной радиации, так и радиации, поступающей из-за пределов Солнечной системы.

Два женских манекена, получившие имена Хельга (Helga) и Зоар (Zohar), займут пассажирские места во время первой миссии Orion по облёту вокруг Луны.

Каждый из манекенов оснащён более чем 5600 датчиками, благодаря которым можно будет с высокой точностью измерить показатели радиации, с которой придётся столкнуться астронавтам в ходе будущих миссий. Разница между двумя манекенами состоит лишь в том, что Зоар получит жилет радиационной защиты, а Хельга будет путешествовать незащищённой от космического излучения.

Запуск космического корабля Orion с манекенами на борту намечен на июнь 2020 года.

В России создана платформа для прогнозирования воздействия радиации на космические аппараты

Холдинг «Российские космические системы» (РКС), входящий в госкорпорацию Роскосмос, рассказал о новой платформе, предназначенной для расчёта воздействия радиации на бортовую аппаратуру космических аппаратов.

Речь идёт о модульном программном обеспечении. Продукты получили названия DOZA-ELECTRON и DOZA-PROTON. Они дают возможность моделировать воздействие на различные приборы электронного и протонного излучения космического пространства.

Утверждается, что новые решения позволяют с высокой точностью рассчитывать воздействие космических излучений на каждую точку внутри космического аппарата. На основе полученной информации отдельный модуль программы рассчитывает данные о необходимой для нормальной работы приборов алюминиевой защите и её оптимальном распределении.

Важно отметить, что новый программный комплекс позволяет учитывать практически любое количество объектов в составе космического аппарата. Платформа позволяет обнаруживать недоработки в защите приборов бортовой аппаратуры.

«Эффективность разработанного комплекса программ для прогнозирования радиационной обстановки на борту космических аппаратов прошла всестороннюю проверку при сравнении результатов контрольных расчётов с аналогичными результатами, полученными с помощью известных отечественных и зарубежных программ», — говорится в сообщении РКС. 

В России появится центр изучения влияния космического излучения на технику

Государственные корпорации Роскосмос и Росатом обсудили сотрудничество по ряду перспективных направлений, включая космическую технику и суперкомпьютерные технологии.

Фотографии Роскосмоса

Фотографии Роскосмоса

В частности, рассматривается возможность создания межведомственного центра радиационных испытаний электронно-компонентной базы (ЭКБ). В центре планируется моделировать влияние всех существующих видов космического излучения на ЭКБ и радиоэлектронную аппаратуру космических аппаратов.

Предполагается, что формирование центра поможет в разработке радиационно-стойкой отечественной компонентой базы. Такие изделия будут востребованы в будущих космических аппаратах, предназначенных в том числе для длительных пилотируемых миссий.

Госкорпорация Росатом также представила расчётно-математический комплекс «ЛОГОС», позволяющий моделировать различные физические процессы. Эта система может пригодиться при разработке новых материалов.

Кроме того, стороны намерены сотрудничать в сфере использования технологий малой энергетики в интересах российской космонавтики.

По результатам совместной проработки некоторые предложения Роскосмоса и Росатома в ближайшее время могут быть предложены для интеграции в госпрограмму «Цифровая экономика». 

Для покорения космоса нужно повысить устойчивость человека к радиации

Космос — невероятно агрессивная среда для человека. Речь идёт не только о близкой к абсолютному нулю температуре или о вакууме, но и о других факторах вроде микрогравитации, магнитных полей, радиации, которые стоят на пути освоения пространств за пределами земной атмосферы. Чтобы космическая радиация не препятствовала человечеству в задачах покорения космоса и колонизации Марса, консорциум учёных из 29 организаций по всему миру, включая ведущих учёных из России, NASA, европейского космического агентства, канадского радиационного центра и более чем 25 других центров по всему миру, разработал стратегию по повышению радиорезистентности человека.

Концепция описывает несколько перспективных направлений будущих исследований по защите космонавтов от облучения, включая лекарственную терапию, генную инженерию и технологию гибернации. Стоит отметить, что процессы старения организма человека и радиация в чём-то сходны, так что борьба с одним явлением может помочь и против другого. Этому была посвящена недавняя статья в журнале Oncotarget под названием «Да здравствует сопротивление радиации!», одним из авторов которой выступает адъюнкт-профессор МФТИ и главный исполнительный директор Сколковского стартапа «Инсилико» Александр Жаворонков.

По словам господина Жаворонкова, в перспективе возрождение космонавтики может привести к первым человеческим миссиям на Марс и в глубокий космос. Поэтому для выживания в условиях повышенной космической радиации людям нужно улучшить свою устойчивость к внешним факторам. На Земле технологии радиорезистентности тоже могут оказаться полезны, особенно если одним из эффектов станет здоровое долголетие.

Заведующий отделом экспериментальной радиобиологии и радиационной медицины Федерального медицинского биофизического центра имени А. И. Бурназяна профессор РАН Андреян Осипов добавил: «Магнитное поле Земли отклоняет солнечные и галактические заряженные частицы, тем самым существенно снижая уровень радиации на поверхности планеты. При дальних космических полётах и колонизации планет с очень слабыми магнитными полями (например, Марса) такой защиты не будет: и космонавты, и колонисты будут подвергаться постоянному воздействию потоков заряженных частиц с огромной энергией. Фактически космическое будущее человечества зависит от того как мы преодолеем эту проблему».

Например, SpaceX обещает доставить людей на поверхность Марса уже в 2024 году и начать колонизацию красной планеты. Но если проблема космической радиации решена не будет, это может поставить крест на усилиях. Дело в том, что ионизирующее излучение повреждает сложные молекулы, в том числе ДНК, что может приводить к различным нарушениям: нервной, сердечно-сосудистой систем и развитию рака.

Организм и сам умеет защищаться от повреждений. На ДНК людей постоянно воздействует природная радиация, а также активные формы кислорода (АФК), образующиеся при обычном клеточном дыхании. Но при восстановлении ДНК могут происходить ошибки, особенно в случае тяжёлых повреждений. Накопление таких ошибок и считается одной из основных причин старения, так что борьба с радиацией может в качестве «побочного бонуса» увеличить продолжительность жизни людей.

Любопытно, что небольшая доза радиации (до определённого порога) может не только не навредить, но и подготовить клетки к встрече с более высокими дозами — этого не учитывают современные стандарты радиационной защиты. В МФТИ есть немалые наработки на этот счёт, но механизмы радиоадаптивности нуждаются в дополнительных исследованиях, чтобы ими можно было смело пользоваться.

Среди людей радиорезистентность тоже отличается: кто-то больше устойчив к радиации, кто-то — меньше. Отбор индивидов предполагает взятие образцов клеток у потенциальных кандидатов для всестороннего анализа радиоадаптивности. Разумеется, в космос следует отправлять самых устойчивых к облучению. Также можно проводить полногеномные исследования людей, живущих в областях с высоким уровнем фонового излучения или сталкивающихся с ним по профессии. С помощью анализа геномов индивидов, которые менее подвержены раку и другим заболеваниям, можно выделить гены, связанные с облучением, чтобы «привить» их космонавтам методами генной инженерии. Уже проводится некоторая работа в области выявления и анализа генов антиоксидантов (защита от активных форм кислорода) и генов белков, ответственных за восстановление ДНК.

Ещё один перспективный метод — использование радиозащитных трансгенов. Например, тихоходки обладают высокой степенью радиорезистентности: чтобы убить 50 % этих существ, нужна доза облучения в 1000 раз больше, чем смертельная для человека. Если выяснить, какие гены и молекулярные механизмы за этим стоят, их можно будет перевести на людей с помощью генной терапии. Впрочем, тут возникают вопросы медицинской этики.

Исследования в области радиопротекторов (лекарств, увеличивающих радиационную защиту организма) и геропротекторов (лекарств, уменьшающих скорость старения) тоже необходимо продолжать. Ионизирующее облучение действует в том числе через активные формы кислорода, поэтому справляться с радиацией могут помочь антиоксиданты, такие как глутатион, NAD и его предшественник NMN.

Чтобы дополнительно защитить органические соединения от разрывов под воздействием радиации, можно укрепить углерод-водородные связи (С-Н). Для этого водород может быть заменён вдвое более тяжёлым дейтерием. Но наш организм рассчитан на взаимодействие с водородом, слишком много дейтерия может привести к токсичному воздействию. Исследования на животных показывают, что при потреблении не более чем на 20 % дейтерированной воды увеличивается продолжительность жизни и оказывается противораковое действие. Одной из альтернатив может выступать замена углерода 12C на более тяжёлый аналог 13C. Этот способ не защитит от разрывов связей N-H и O-H, да и производство 13C пока слишком дорогое.

Для освоения дальнего космоса можно продолжить исследования и вопросов приведения экипажа в состояние гибернации («зимняя спячка») во время длительных космических путешествий — в этом состоянии, как показывают опыты с животными, повышается устойчивость к экстремальным факторам: понижению температуры, смертельным дозам облучения, перегрузкам и так далее. В СССР ведущий конструктор космической программы Сергей Королёв разрабатывал амбициозный проект пилотируемого полёта на Марс, предусматривавший гибернацию. В настоящее время Европейское космическое агентство ЕКА работает над проектом «Аврора» по полётам на Марс и Луну, в котором тоже рассматривается вариант спячки космонавтов.

В общем, проблема радиационной безопасности поставлена, пути решения намечены — будем надеяться, что в будущем учёные действительно смогут сделать космос более безопасным местом для человечества. А главное — обычные земляне смогут продлить свои бренные жизни.

В России создана уникальная защита от радиации

Холдинг «Российские космические системы» (РКС), входящий в госкорпорацию Роскосмос, сообщил о создании инновационного радиационно-защитного покрытия радиоэлектронной аппаратуры.

Разработка предназначена для защиты российских спутников, находящихся на орбите. Дело в том, что космическая радиация является одним из ключевых негативных факторов, влияющих на продолжительность работы космических аппаратов. Под воздействием ионизирующих излучений в структуре материалов возникают дефекты, изменяются их механические и электронные свойства.

Обычно для защиты наиболее чувствительных компонентов спутников применяются алюминиевые корпуса. Но это существенно увеличивает их габариты и вес. Новая российская разработка позволяет решить проблему.

Предложенное покрытие представляет собой многослойную структуру, состоящую из чередующихся слоёв с разным эффективным атомным номером. Такая структура не только останавливает налетающие частицы, но и эффективно поглощает образовавшееся в результате их рассеивания тормозное излучение.

Покрытие, в отличие от корпусов, позволяет действовать более точечно, защищая не весь прибор, а только его наиболее уязвимые элементы. Таким образом, конструкторы получат дополнительную свободу действий и смогут создавать более сбалансированные по соотношению веса и защищённости приборы.

Утверждается также, что покрытие превосходит иностранные аналоги по экономическим и технологическим характеристикам. Так, для его нанесения не требуются «чистые» комнаты и сложное оборудование, а стоимость ниже в разы. Сейчас разработка проходит испытания. 

Toshiba построила четвероногого робота для обследования ядерных объектов

Toshiba продемонстрировала четырехногого робота, предназначенного для обследования труднодоступных мест на ядерных объектах, тех точек, куда не может пробраться человек. Ходячая конструкция робота позволяет ему свободно проходить по ступеням, сложному рельефу местности и перешагивать через небольшие объекты. В самых труднодоступных местах машина может воспользоваться дополнительным блоком — вторым маленьким колесным роботом.

Toshiba

Разработчики заявили, что новая модель будет использоваться при работах на АЭС «Фукусима», которая сильно пострадала в результате землетрясения 11 марта прошлого года. Большая часть конструкции на месте уже разобрана, однако там все еще остаются остатки ядерных материалов, которые излучают радиацию. Для их поиска используются роботы. В этой связи машина оборудуется встроенными камерой и дозиметром.

Toshiba

Большой робот весит 65 кг при росте 106 см. Он оборудован встроенной аккумуляторной батареей, ресурса которой хватает на два часа, скорость передвижения машины составляет 1 км/ч. Компактный колесный робот-ассистент весит всего 2 кг, а его батареи хватает на час работы. Обе машины управляются через сеть Wi-Fi. В перспективе инженеры Toshiba планируют усовершенствовать конструкцию обеих машин, усилить защиту от радиации и от проникновения воды, а также установить более удобную систему управления.

Материалы по теме:

Источник:

NASA: Покорителям Марса достанется радиации не больше, чем космонавтам на МКС

На пресс-конференции, посвященной текущим результатам работы марсохода Curiosity, представители NASA рассказали о результатах измерения уровня радиации в районе кратера Гейла. Также из полученных материалов специалисты составили карту ветров в кратере и обнаружили суточные и сезонные перепады давления в атмосфере Марса.

Считается, что одним из основных препятствий для комфортного нахождения людей на Марсе является высокий уровень солнечной радиации, которая достигает поверхности планеты из-за разреженной атмосферы. Однако проведенные марсоходом измерения  при помощи прибора RAD указывают на то, что люди будут получать примерно такую же дозу радиации, какую получают космонавты, находящиеся на МКС.

Колебания радиации и плотности марсианской атмосферы в зависимости от времени суток

Представители команды Curiosity отметили, что делать окончательные выводы пока рано, так как ровер находится на поверхности лишь 3 месяца из запланированных 2 лет. Полную картину излучения можно будет составить не ранее завершения 75% основной миссии.

Примечательно, что колебания уровня радиоактивного излучения напрямую связаны с колебанием давления. Детектор зафиксировал, что уровень ионизирующего излучения на поверхности колеблется в зависимости от плотности атмосферы планеты. Это объясняется тем, что Марс, в отличие от Земли, лишен защитного магнитного поля.

Что касается карты ветров, то здесь специалистов ждал сюрприз. Вопреки прогнозам, преобладающими ветрами в кратере Гейла оказались не потоки вдоль периферии к центру, а ветры, которые дуют вдоль границ кратера. Там, где марсоход находится сейчас, преобладают ветры с запада на восток.

Материалы по теме:

Sharp Pantone 5: смартфон, измеряющий уровень радиации

Японцы, привычно удивляющие мир своими интересными мобильными решениями, вновь приковали внимание к себе, на этот раз выпуском смартфона с датчиком радиационного фона. Устройство, вероятно, станет довольно популярным в стране, учитывая недавние инциденты на атомной станции в Фукусиме.

Телефон доступен под брендом Pantone в ассортименте телекоммуникационного провайдера Softbank. Новинка включает 3,7-дюймовый дисплей, 4-Мп тыльную камеру и 0,3-Мп фронтальную камеру для видеозвонков. Отмечается также защита от попадания пыли и воды. Устройство работает под управлением операционной системы Android 4.0 и может быть окрашено в один из восьми цветовых вариантов.

Как отмечает источник, инженерам Sharp пришлось приложить немало усилий, чтобы уменьшить габаритные размеры стандартных схем для измерения уровня радиации. Вот результат их работы.

Материалы по теме:

Источник:

Первый российский дозиметр ДО-РА для Apple iPhone 4/4s представлен официально

В конце прошлого года в заметке о персональном счетчике Гейгера мы вскользь упомянули отечественную разработку резидента Сколково компании ОАО «Интерсофт Евразия», именуемую ДО-РА. Проект активно развивается, и буквально вчера производитель официально представил первый функционирующий прототип устройства, работающего на базе смартфонов Apple iPhone 4, 4s.

Сам по себе прибор ДО-РА (названный по первым буквам дозиметра-радиометра) представляет собой аппаратный узел, который подключается к смартфону через 3,5-мм разъем для гарнитуры либо USB-разъем, и управляется мобильным приложением DO-RA.Soft. Ведутся разработки ПО для операционных систем iOS, Android, Windows Phone, JavaME, Windows, Linux и MacOS. В будущем, в случае заинтересованности со стороны производителей мобильных устройств, возможен выпуск дозиметров-радиометров в виде отдельного микрочипа, встраиваемого в аппарат.

Измерение радиационного фона устройством ДО-РА осуществляется каждые 4 секунды и в течение первых 60 секунд результаты измерений постоянно уточняются. Через минуту результат измерения окружающего пространства, почвы, воды, продуктов питания и других объектов отображается на экране смартфона.

По мере развития ДО-РА и увеличения количество устройств, способных измерять радиационную обстановку, появится возможность создать самую полную и точную радиационную карту Земли, за счет централизованной обработки сведений, собранных пользователями по всему миру.

Материалы по теме:

Источник:

Камера смартфона может измерять радиацию

Авария на АЭС Фукусима-1 породила заметный интерес к контролю радиационной обстановки не только в Японии, но и во всем мире. Если не озадачиваться покупкой специального дозиметра, то измерять уровень радиации можно обычным смартфоном. Мы уже писали о появлении различных модулей, подключаемых к звуковому разъему смартфона или планшета. В простейшем случае в модуль встроен счетчик Гейгера и усилитель, которые с помощью специального приложения позволяют мониторить окружающую среду на наличие ионизирующего излучения.

Немецкие разработчики программ для смартфонов Rolf-Dieter Klein пошли еще дальше и выпустили приложение Radioactivity Counter для Android, не требующее дополнительных модулей. Датчиком излучения служит сенсор встроенной в смартфон камеры. Объектив камеры заклеивается непрозрачной пленкой, чтобы сенсор фиксировал только гамма-излучение.

После калибровки сенсора программа включает камеру на запись и фиксирует число "засвечиваемых" пикселей за определенное время, что, по утверждению авторов, говорит об интенсивности ионизирующего излучения. Разработчики утверждают, что таким образом можно фиксировать излучение с интенсивностью от 1 микроГрея (1 мкЗв/ч) до 10 Грей.

Разумеется, что точность измерения зависит от слишком многих факторов. Это и температура (рекомендуется держать смартфон прохладным), и различие видов камер в смартфонах, и многие другие факторы. На этапе калибровки приложение определяет собственный шум сенсора и в дальнейшем учитывает его при измерениях. При этом рекомендуется закрывать окно камеры свинцовой пластинкой. Авторы столь оригинального решения испытывали свою разработку в исследовательском центре Гельмгольца (Helmholtz Research Center), где и определили работоспособность нескольких моделей смартфонов при максимальном уровне излучения.

 

Материалы по теме:

Источник: 

Солнечная активность «встряхнет» GPS-навигаторы

В течение нескольких следующих лет наше Солнце «проснется после спячки» - солнечная активность возрастет, уровень радиации поднимется. Обитателям Земли это никак не угрожает (спасибо нашей атмосфере), но может ухудшить работу спутников, которые ответственны за правильное функционирование глобальной системы позиционирования на местности, она же – GPS.
solar flare
Тотального отключения ожидать не стоит. Степень нарушений будет различаться в зависимости от конкретного расположения GPS-приемника на планете, в периоды максимально мощных солнечных вспышек навигатор может «задуматься» на пару десятков минут, не больше. Состав ионосферы, через которую проходит сигнал, меняется в зависимости от количества полученной солнечной радиации, что также увеличит время ожидания сигнала от спутника – ошибок в показаниях приемника не избежать.
Как работает GPS
Как работает GPS. 1. Спутник отсылает данные о своей позиции, указывая точное время отправки. 2. Сигнал проходит через ионосферу. 3. Приемник на Земле определяет время, прошедшее с момента отправки спутником данных, позиция высчитывается исходя из затраченного на доставку сигнала времени.
Рядовые пользователи могут пережить такие неурядицы, военные используют более продвинутую систему (спутников задействуется больше, позиционирование в их системах точнее, время отклика – меньше), поэтому они даже не ощутят влияния активности Солнца. Другое дело – медицинские службы и команды экстренного реагирования, которые по большей части используют стандартную службу навигации. В их работе несколько минут задержки могут оказаться решающими. Материалы по теме:

"Иммунитет" для электроники от космической радиации

Условия космической среды не слишком жалуют электронику искусственных аппаратов. В течение десятилетий в спутниках и кораблях использовалось массивное и дорогостоящее экранирование, чтобы защитить жизненно важные микроэлектронные цепи и элементы от космического излучения. Поэтому исследователи из Института технологий Джорджии (Georgia Institute of Technology) разрабатывают способ "самозащиты" микрочипов от повреждений, вызываемых различными видами радиации. На средства NASA и других спонсоров учёные изучают применение соединения кремния с германием (SiGe) при создании микроэлектронных устройств, имеющих внутреннюю сопротивляемость бомбардировке высокоэнергетическими частицами. Ключевой фактор работы – определение того, что конкретно происходит внутри компонента в момент попадания частицы, объясняет главный исследователь Джон Д. Кресслер (John D. Cressler). "Космическое излучение может проходить через корабль и электронику, генерируя заряд внутри устройства, который способен вызвать ошибки в системах или даже их полную неработоспособность, - говорит Кресслер. – Есть большая заинтересованность со стороны NASA, Министерства обороны и телекоммуникационных компаний в придании этим системам устойчивости, потому как всё, что летает в космосе, испытывает действие радиации". Кремний-германиевая структура обещает большие перспективы в этом плане. SiGe комбинирует широко используемый в микрочипах материал – кремний – с германием в наномасштабе. В итоге получается решение, обеспечивающее прочность, скорость и гибкость. Любой космический аппарат сталкивается с двумя типами излучения: ионизирующей радиацией, включающей вездесущие частицы, такие как электроны и протоны с относительно высокими энергиями, но неспособными глубоко проникать; умеренное количество металлических щитов снижает их деструктивный эффект, но увеличивает массу при запуске ракета-носителей; и галактическими космическими лучами, представляющими из себя тяжёлые ионы и другие высокоэнергетические частицы. Против этой угрозы, в сущности, нет защиты. Столкнувшись с разрушительной радиацией, инженеры десятилетиями усиливали схемные решения с помощью техники тройной модульной избыточности. Суть её - в использовании трёх копий каждой цепи, в логике схемы связанных в одну. Если какая-либо копия повреждена радиацией и выдаёт неправильные значения сигналов, логика выбирает совпадающие данные от двух других цепей. "Проблема в том, что это требует втрое больше энергии, пространства и затрат", - сетует Кресслер. Другая традиционная защитная методика подразумевает специальную технологию производства интегральных схем, "закаляющую" их от разрушения при действии радиации. Но процесс повышает стоимость в 10-50 раз. Поэтому связанная с космосом индустрия жаждет найти способ изготовления устойчивых схем обычными техпроцессами. Экономия в затратах, габаритах и массе очень важна. Кремний-германиевый материал в этом смысле находятся на первой строчке списка перспективных решений благодаря обладанию свойством противостоять многим видам облучения. Однако тяжёлым ионам, представляющим галактические лучи, противопоставить ему пока тоже нечего.
Джон Д. Кресслер (John D. Cressler) с кремний-германиевой пластиной
Команда Кресслера изучает внутренние процессы в SiGe во время попадания туда тяжёлых ионов. Используя сложное оборудование, в том числе высокоскоростной осциллограф, исследователи могут зафиксировать детали взаимодействий, длящихся триллионные доли секунды (пикосекунды). Работая совместно с NASA и Военно-морской исследовательской лабораторией (U.S. Naval Research Laboratory), учёный применяет сверхбыстрый лазер, чтобы пустить ток в кремний-германиевый транзистор. Задачей является симуляция эффекта воздействия частицы в космосе. "Когда я облучаю лазером устройство, оно генерирует импульс тока длительностью в пикосекунды, - поясняет Кресслер. – Фиксирование динамики процесса – его изменения во времени и величинах – является важным и многообещающим". В работе также используется настоящая бомбардировка ионами SiGe-схем. С помощью микролуча в Национальной лаборатории корпорации Sandia команда из Института технологий Джорджии может пустить одиночный ион в заданную точку схемы и зарегистрировать результат. Конечная цель – модифицировать устройства из кремния и германия таким образом, чтобы придать им высокое сопротивление практически к любому излучению в космосе без превышения пределов параметров практического применения. По словам Кресслера, наблюдение за подлинными столкновениями частиц и электронных элементов в реальном времени нельзя недооценивать. Детализированные трёхмерные модели процессов, созданные с помощью сложных техник симуляции, уже разработаны. Но пока данные нельзя сравнить с реальной информацией, уверенности в правильности модели быть не может. Второй шаг – непосредственное производство устройств с "иммунитетом". "Один из вожделенных результатов в этой области заключается в получении достаточной защиты без обращения к любой из затратных технологий, таких как экранирование, закаливание или тройная модульная избыточность, - подчёркивает Кресслер. – И, между прочим, мы приближаемся к этому с SiGe-электроникой". Материалы по теме: - Самовосстанавливающаяся электроника;
- IT-байки: На ближних подступах к эре графеновой электроники;
- Интернет получит собственную иммунную систему.

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥