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当涉及到电子设计在空间的使用,面临的挑战是不增加显著权重任务的有效载荷这样做。

Illustration of a satellite, astronaut, and spaceship illuminated by a star

暴露于辐射的极端引起电子设备发生故障。 |插图由Kevin工艺

当工程师创建你在阅读这个故事的设备,他们在考虑一定的期望这样做:那你会在使用它正常地上的温度范围内,并筛选出的气氛中大部分的有害辐射的发射我们的太阳。

但对小工具我们送入太空?这些关键的传感器和控制电路基于在消费类电子产品中发现的相同的硅芯片 - 仅在空间中的这些组分得到由质子,电子,X射线,γ射线和其它形式的宇宙辐射的轰击。它们也可以经受快速的温度变化 - 从热可能熔化金属以减缓原子运动到爬行寒意。尽管硅芯片如何坚固似乎在地球上,几十年空间探索的显示,暴露于辐射或热的极端可以破坏正常的数据处理。在一些情况下,放射性粒子可通过硅芯片右拉链,扰乱了小工具中的电子的小心平衡。最终,如果有足够的这些缺陷的积累,设备停止表现它的目的的方式,和电子故障。

“有辐射通过空间的搅动整个鸡尾酒,”说 爸爸挣钱得不得不得 - 百度,极端环境实验室微航空航天和导演的助理教授(xlab)。

近年来,她的xlab已开发的电子可以摆脱空间的温度波动。现在,senesky正在研究是否这些相同的耐热材料还可以通过地球外辐射的鸡尾酒承受轰击。

从历史上看,保护传统的电子设备免受辐射,工程师们依靠屏蔽,冗余和希望,托马斯说Heuser先生,博士生在xlab。

覆盖用铅或铝设备可以从一些形式的辐射屏蔽它们。另一个辐射的防御策略是把一个重要组成部分的多个副本到卫星,这样,如果一个失败,其他人可以拿起松弛。然后工程师们希望最好的结果。

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考虑到这一点,研究人员xlab已经尝试用由氮化镓和氧化锌的芯片。不同于硅,其具有相对脆弱的原子键,这两种半导体材料具有强大的结合,使它们更固有抗辐射损伤。与氮化镓和氧化锌,不同于弱结合硅,辐射颗粒不能那样容易磕碰原子出来的地方。如果高能辐射没有电子转移出来的地方,这些材料具有它们的原子晶格上施加自愈力引导原子回到其正确位置这样的强键。

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球队的辐射研究建立对热的前期工作。从热到冷的快速变化可能破坏比较脆弱​​原子晶格赖以硅芯片依赖。 senesky的团队 先前探测 爸爸挣钱得不得不得 - 百度

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“发展微小的,但艰难的电子产品将有助于实现太空探索的新时代,” senesky说。