Транзисторы на спутнике НАСА «Европа» не выдерживают космического излучения

Запуск Europa Clipper запланирован на октябрь 2024 года, и ожидается, что он совершит шестилетнее путешествие. Он выйдет на орбиту Юпитера в апреле 2030 года и оттуда совершит около 50 облетов Европы для изучения ледяной луны. Однако огромный размер Юпитера означает, что его магнитное поле намного сильнее, чем у нас на Земле — примерно в 20 000 раз интенсивнее. Кроме того, газовый гигант быстро вращается вокруг своей оси: один день на планете длится всего 10 земных часов. Такая скорость может выбросить тонны заряженных частиц, которые могут повредить чувствительную электронику.

Infineon Technologies, компания, стоящая за затронутыми МОП-транзисторами, заявила, что на ее радиационно-стойкие транзисторы повлияли изменения в производственном процессе, отреагировав на сообщения нескольких секретных пользователей о более высоком, чем ожидалось, уровне отказов. С тех пор компания решила эту проблему, но не проинформировала НАСА о проблеме до мая 2024 года. Это произошло потому, что компания не знала, как НАСА собиралось использовать свои транзисторы. С тех пор Infineon выпустила отраслевое предупреждение, чтобы уведомить всех пользователей, на которых может повлиять неисправность MOSFET.

«Это удача, что вам довелось поговорить с людьми на конференции и узнать об этой проблеме», — сказала Дебора Вудс, планетолог из лаборатории Линкольна Массачусетского технологического института (MIT). «Вызывает тревогу то, что это был единственный способ раскрыть это».

Однако обнаружение проблемы — это лишь одна часть головоломки. Это потому, что хранилище электроники спутника было опечатано в прошлом году. Таким образом, потребуется приложить значительные усилия, чтобы разобрать эту часть спутника, заменить поврежденные транзисторы и снова опечатать хранилище. Это может привести к тому, что Europa Clipper пропустит запланированное окно запуска в октябре 2024 года.

Это окно запуска имеет решающее значение, поскольку спутник должен приблизиться к орбите Марса в феврале 2025 года, чтобы вернуться на Землю, где он будет использовать гравитационное поле нашей планеты в качестве гравитационной помощи на пути к своему конечному пункту назначения. Тем не менее, у НАСА все еще есть другие резервные окна запуска до 2026 года, если ему потребуется заменить поврежденные полупроводники.

Тем не менее, замена транзисторов Infineon — это последнее средство агентства. НАСА тесно сотрудничает со своим поставщиком, чтобы определить, как замены повлияют на спутник, как они могут смягчить потенциальные проблемы и смогут ли они отремонтировать какие-либо транзисторы, вышедшие из строя в результате отжига на месте.

Отжиг включает в себя нагрев хранилища электроники до тех пор, пока МОП-транзисторы внутри не достигнут определенной температуры. Затем внутренние компоненты постепенно охлаждаются, что снижает внутренние напряжения в транзисторах и тем самым снижает вероятность выхода устройства из строя.

Несмотря на все достижения в области технологий, компьютерные чипы остаются уязвимыми к радиации. В настоящее время ведутся исследования по разработке полупроводников GaN, способных выдержать жизнь внутри ядерного реактора. Однако это все еще находится на ранних стадиях. Таким образом, пока эти исследовательские проекты не принесут плодов, НАСА и другие космические агентства должны проявлять особую осторожность, чтобы гарантировать, что электроника на борту спутников сможет выдержать суровые условия космического полета.

Источник: Tomshardware.com