ОБЕСПЕЧЕНИЕ СТОЙКОСТИ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ К ДЕЙСТВИЮ ИОНИЗИРУЮЩИХ ИЗЛУЧЕНИЙ КОСМИЧЕСКОГО ПРОСТРАНСТВА
© В.А.Марчук, В.М.Ужегов, М.В.Яковлев
© Государственный музей истории космонавтики им. К.Э. Циолковского, г. Калуга
Секция "Проблемы ракетной и космической техники"
2018 г.
На пути дальнейшего освоения космического пространства, в частности реализации программ по полномасштабному исследованию Луны и окололунного космического пространства (КП), пилотируемых полётов к Марсу, а также обеспечения космических полётов к планетам Солнечной системы и их спутникам, существует множество проблем. Космическая радиация является одним из главных негативных факторов КП. Она включает в себя галактические космические лучи, солнечные космические лучи и радиационные пояса Земли. Каждый из этих компонентов излучений характеризуется своим пространственно-временным, угловым и энергетическим распределением потоков частиц, и в разной степени влияет на степень нарушения работоспособности бортовых систем в процессе длительных сроков активного существования (САС) космических аппаратов (КА) [1]. При осуществлении пилотируемых полётов действие излучений приведёт к необратимому ущербу здоровью космонавтов.
Основные эффекты от воздействия ионизирующих излучений (ИИ) на бортовую радиоэлектронную аппаратуру (БРЭА) проявляются в параметрических отказах в результате деградации характеристик интегральных схем по мере накопления дозы ионизирующих излучений, а также в сбоях и отказах от влияния отдельных высокоэнергетичных ядерных частиц. По данным NASA за счёт действия ИИ КП наблюдается до 34 % аномалий в функционировании аппаратуры КА [2]. В отечественной практике в настоящее время за счёт действия ИИ КП наблюдаются периодические аномалии в функционировании бортового цифрового вычислительного комплекса ряда отечественных КА.
Одним из важнейших вопросов обеспечения надёжного функционирования БРЭА КА с длительными САС в условиях воздействия ИИ КП является достоверное прогнозирование воздействующих ионизирующих излучений. Состав и уровни характеристик ИИ КП, полученные в результате прогноза, во многом определяют необходимые мероприятия по обеспечению радиационной стойкости БРЭА. Опыт сертификации и экспертизы разрабатываемых КА, проводимые ФГУП ЦНИИмаш, показывают, что в ряде случаев состав мероприятий по обеспечению радиационной стойкости БРЭА является недостаточно эффективным.
Необходимо дальнейшее целенаправленное развитие исследований по разработке методов обеспечения стойкости и защиты БРЭА от воздействия ИИ КП, в том числе в условиях межпланетных перелётов и пилотируемых миссий, включая совершенствование нормативных документов, на основании которых устанавливаются требования по стойкости КА к воздействию ИИ КП.
Литература
1. Ужегов В.М., Яковлев М.В. и др. Методология обеспечения стойкости бортовой аппаратуры космических аппаратов к воздействию ионизирующих излучений космического пространства. М: Изд-во «Москва», 2017.
2. Koons H.C. et al. The impact of the space environment on space systems // Aerospace Technical Report TR-99(1670) – 1, 1999.