radiação de prótons é o maior componente dos raios cósmicos energéticos que lavam através do espaço. Prótons são também um dos principais componentes da radiação de Van Allen Belt , com início em órbita baixa da Terra (LEO) altitudes , e partículas solares discharges.Delicate circuitos eletrônicos , tais como aqueles em processadores de computador , chips de memória e outros dispositivos baseados em semicondutores , pode ser altamente vulnerável aos protões energéticos . Por esta razão , os semicondutores implantados de espaço precisa ser adequadamente endurecido ou blindado contra a radiação de prótons. Onde está Proton radiação encontrado?

Segundo a NASA , a radiação de prótons constitui quase 90 por cento dos raios cósmicos que permeiam o espaço sideral. Enquanto a atmosfera da Terra , a massa eo campo magnético ajudar a proteger a superfície do planeta a partir desses raios, esses fatores são reduzidas ou ausentes em voo espacial, e continuam a diminuir com a distância da Terra.

Prótons são também o principal componente da energia solar incendiar erupções , que se originam no sol e pode enviar enormes fluxos de prótons de alta energia fluindo no sistema solar, causando danos a satélites e eletrônica às vezes até baseados na Terra .

radiação Desafios no espaço

o espaço apresenta um ambiente de radiação dura e único em comparação com a Terra . Fora da protecção conferida pela Terra, os raios cósmicos feitos de prótons e outras partículas de alta energia voar através do espaço em todas as direções , muitas vezes se aproximando da velocidade da luz.

Para partículas com tão grande ímpeto, proteção contra radiação padrão é insuficiente.

Também não é a solução, simplesmente a acumular em mais de proteção. Segundo a NASA, como blindagem de raios cósmicos é feita mais grossa, a exposição à radiação realmente aumenta . Isto é porque os raios cósmicos começa a interagir com o próprio blindagem , produzir outras formas de radiação , para além dos protões de alta energia originais . Esta radiação secundária também pode danificar os semicondutores .

Engenheiros também são limitados nos tipos de blindagem que podem ser construídos para a eletrônica espaciais . À medida que o tamanho e massa da blindagem aumenta, o mesmo acontece com a energia necessária para levantá-la em órbita. Peso repartida a blindagem é o peso que precisa ser cortado a partir do satélite ou do veículo vai para o espaço - . Potencialmente reduzindo o alcance da missão de capacidades

semicondutores Vulnerabilidades

Existem duas formas básicas , em que os danos da radiação prótons semicondutores .

deslocamento da estrutura , protões de alta energia interrompem as posições dos átomos na rede de silício que é a base dos transistores no circuito . Esses transistores permitir computação por precisamente permitindo e bloqueando o fluxo de elétrons. Ao bater esses átomos fora do lugar, prótons energéticos começam a quebrar a organização apertado que microeletrônica precisa para funcionar corretamente.

Radiação Proton também passa por semicondutores e afasta elétrons , criando elétrons "buracos" que atraem outros átomos e cargas positivas . Com o tempo, esse dano ionização degrada a capacidade de controle de elétrons de materiais semicondutores , fazendo com que a corrente de fuga e minando hardware e confiabilidade dos dados.

Além dos efeitos graduais , os chamados " distúrbios de evento único " ocorrem quando prótons atingir perto de pontos de junção importantes em transistores . Por perturbar as cargas elétricas na junção , um ponto elétrico pode se propagar através do circuito e dados corrompidos.
Proteger Semicondutores

Engenheiros continuar a desenvolver estratégias para se proteger contra a radiação de prótons . Uma prioridade é encontrar materiais de blindagem leve que podem parar prótons sem criar radiação secundária prejudicial. Planejar cuidadosamente as órbitas e orientação da nave espacial também pode ajudar a reduzir a exposição à radiação.

A defesa mais envolvidos e complexo contra prótons é o endurecimento de radiação. Neste processo , os semicondutores são projetados ou redesenhado para resistir a danos de radiação. Métodos de endurecimento incluem proteção on-chip , usando materiais de substrato menos condutores e usando a memória de correção de erros para reduzir a probabilidade de erros de dados.