Американцы начали задумываться о такой защите только сейчас:
"Иммунитет" для электроники от космической радиации
Oct 02, 2009 15:35
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. "
Ничего подобного в начале 70-х они не знали! У них не было реального опыта такой защиты