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空间环境效应研究室通过激光试验单粒子,助力空间站抗辐射

文章来源: | 发布时间:2020-05-28 | 【打印】【关闭】

  庞大的空间站系统包括大量平台电子设备和有效载荷,这些单机设备一方面要实现高性能的研制目标,另一方面受限于成本和周期,因此部分单机设备使用了低等级、高性能器件,由此产生的抗单粒子效应任务就变得十分艰巨,需要对这部分单机器件进行及时、充分、可靠的辐照试验,开展拟用器件评估筛选,对辐射敏感器件进行电路系统防护设计及验证,以确保达到设计目标,在轨运行安全平稳。

  利用便捷的脉冲激光装置,中科院复杂航天系统电子信息技术重点实验室空间环境效应研究室针对中科院、中国电科、航天科技集团等近10家单位承研的搭载在空间站上的10余台单机设备,总计近150款器件,开展了单粒子效应评估筛选试验及防护设计验证试验,及时有效地保障了以上设备的抗辐射研制工作,有力支持了我国空间站的研制和建设。

  结合部分空间站载荷研制单位的具体需求,空间环境效应研究室前期针对少量器件,分别开展了激光与重离子单粒子效应试验,两次试验结果高度一致,并且通过激光试验,给出了更加具体的阈值数据;之后,针对在空间站任务中拟大量应用的器件,实验室科研人员利用激光装置开展了批量筛选评估试验,实现了上百种器件的阈值摸底评估,并形成了可靠的数据库文件。如图一所示,该数据库为某集团元器件可靠性保障中心承担的空间站研制任务选用的几百款目录外器件提供了数据检索服务,将待试验器件数量减少到几十款。

  针对空间站单机设备中必须使用的单粒子效应较敏感的高性能器件,必须重点加强这部分器件的电路系统级防护设计与验证。空间环境效应研究室充分发挥激光试验装置可方便板级测试、高穿透芯片背部辐照、故障注入方式精准可调、实验环境开放、电磁干扰小等优势,支撑了10余台平台设备和有效载荷开展了电路系统抗单粒子锁定及翻转效应的设计调试及验证试验。如图二所示,针对某单位的载荷设备研制需求,操作便捷的脉冲激光试验,快速响应验证了单机电路系统的单粒子锁定防护措施的有效性。

  图一: 空间中心宇航电子器件空间辐射效应数据库

  图二:针对空间站设备开展的抗单粒子锁定设计验证激光试验现场

  (供稿:效应室)

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