12 ноября 2021

Холдинг «Российские космические системы» завершил испытания радиационного щита для перспективных российских спутников

Новости космонавтики Новости космонавтики

Успешные испытания миниатюрного устройства защиты электронных бортовых систем спутников от воздействия космической радиации провели специалисты холдинга «Российские космические системы» (РКС, входит в Госкорпорацию «Роскосмос»). Экономичная и универсальная разработка обеспечит надежной радиационной защитой космические аппараты экомониторинга, навигации, связи, научного назначения — от CubeSat до межпланетных станций.

Развитие и усложнение аппаратуры для космоса, создание более сложных и многоэлементных микросхем закономерно повышает чувствительность приборов к радиации. Вырастает вероятность возникновения так называемого тиристорного эффекта, который на орбите может привести к сбою или даже отказу аппаратуры. Воздействие тяжелых заряженных частиц на электрические цепи спутника в течение нескольких миллисекунд способно привести к аномальному скачку напряжения и в итоге — частичному или полному выгоранию бортовых устройств.

Производители космической аппаратуры решают эту проблему поиском нетривиальных комбинаций электронных радиационно-стойких компонентов, из которых состоят бортовые системы. Следуя отраслевому тренду, инженеры РКС экспериментируют с оригинальными способами решения технических задач. Очередным результатом такого творческого подхода стало новое устройство: функциональное, надежное и требующее минимальных затрат на реализацию.

Ведущий инженер-исследователь отделения создания бортовых комплексов РКС Николай Петух:

«Привычный, традиционный процесс интеграции радзащиты в систему спутника — многомесячный процесс, требующий от компании значительных финансовых затрат. Поэтому о нашей новой разработке мы говорим как о „комплексном инженерном решении“ — оно обеспечит РКС оптимальную стоимость производства. Устройства собираются из технологических запасов — небольшого избытка высококачественных микрокомпонентов, которые закупаются приборостроительными компаниями для проектов. Наше инновационное решение обеспечивает максимальную радиационную защиту аппаратуры при минимальных обособленных финансовых и временных затратах».

Универсальное устройство размером 3×3 см интегрируется в электрические цепи узлов бортовой аппаратуры, ведет непрерывный мониторинг состояния входного и выходного тока напряжения, выявляет разрушающее воздействие радиации и оперативно проводит кратковременные отключения цепи продолжительностью от 5 микросекунд. Так удается избежать деградации бортовых компонентов.

Разработка РКС абсолютно универсальна, обладает гибкими настройками и может быть интегрирована в любую космическую аппаратуру: малые габариты позволяют использовать ее даже на борту CubeSat и других наноспутников.

Инженер-исследователь отдела радиационной стойкости РКС Степан Голованов:

«Мы провели четыре испытательные сессии: математическое, компьютерное, схемотехническое моделирование и испытания на лазере. Результаты тестов показали, что новая разработка успешно отрабатывает „тиристорный эффект“ с высокой скоростью и без потери работоспособности устройства, подвергнутого губительному воздействию. На сегодня это самый оптимальный способ обеспечения радиационной защиты на российском космическом рынке».

Новые устройства уже внедряются в производство бортовой аппаратуры перспективных навигационных космических аппаратов и спутников дистанционного зондирования Земли будущих поколений.