Российские инженеры разработали устройство для симуляции воздействия космической радиации для проработки технологий полёта к Марсу.

Устройство представляет собой источник гамма-излучения и разработан в целях проверки различных микроэлектронных компонентов на радиационную стойкость в течение больших промежутков времени. Разработка будет полезна для тестирования оборудования при подготовке автоматических межпланетных станций для полёта к Марсу и дальнему космосу, пишут Известия.

Изображение Марса, составленное из фотографий автоматической межпланетной станции “Викинг-1”, NASA.

Как имитируют космическую радиацию на Земле.

Радиационно-стойкому проектированию аппаратуры для космических аппаратов уделяют активное внимание с конца 1957 года, когда одним из датчиков, установленных на втором искусственном спутнике Земли были зафиксированы радиационные пояса вокруг нашей планеты. Воздействие электромагнитных волн и частиц с высокими энергиями может повредить интегральные микросхемы – повредить полупроводники и общую транзисторную логику внутри схемы, так, что она не сможет выполнять заложенные в неё задачи.

Космическое излучение включает в себя как корпускулярное излучение (протоны, электроны и другие заряженные частицы), так и электромагнитное излучение высоких энергий (рентгеновские и гамма-лучи). Учёные из “АСУ ТП и Электротехники” и Госкорпорации “Росатом” представили “ГНОМ” – “Гамма-лучевой низкоинтенсивный облучатель микросхем – компактную установку для облучения отдельных элементов электроники гамма-излучением с энергиями порядка МэВ (сильнее рентгена, слабее галактических космических лучей).

Гамма-лучевой низкоинтенсивный облучатель микросхем. Фото – пресс-служба “АСУ ТП и Электротехники” и ГК “Росатом”.

В качестве основного элемента для создания излучения используется радиоактивный изотоп цезий-137. Такой же изотоп, кстати, используется для гамма-лучевых дальномеров космических кораблей “Союз”.

Почему выбрали именно гамма-излучение низкой энергии.

В камере прибора мощность получаемой микросхемой дозы располагается в пределах, которые соответствуют измеренным дозам в межпланетном пространстве. Спектр космической радиации очень большой – от частиц, которые можно остановить листом бумаги, до маловероятных высокоэнергетических частиц, которые могли бы подогреть кружку кофе, если пролетели бы через неё.

График энергий космических излучений. Интересующая нас зона – желтая и начало синей, соответствует излучению, причиной которого является Солнце.

Устройство, в силу своей конструкции и выбора изотопа, способно на продолжительные тесты микросхем, которые могут продолжаться годами и месяцами, что соответствует продолжительности межпланетных полётов. Также устройство является простым – существует возможность налаживания промышленного производства “ГНОМов”, для масштабирования возможностей в проведении испытаний электроники.

Почему это важно.

Радиационно-стойкая электроника необходимо не только для космических полётов – в будущем человек неизбежно отправится к другим планетам. А на Земле основным источником энергии станет ядерная реакция, как реакция распада, так и реакция термоядерного синтеза. Ранее я комментировал новость о том, как учёные наблюдают за солнечной активностью и рассказывал как проводил эксперимент “Матрёшка-Р”.

Сегодняшний же прибор, разработанный “АСУ ТП и Электротехники” и ГК “Росатом” решает не только проблему создания электроники, но и подталкивает человека к разработке средств защиты от космического излучения, применению которых найдётся место и на Земле.

Не так давно Российская академия наук заявила, что, возможно, человеку будет очень тяжело перенести полёт по трассе Земля – Марс. И создание “ГНОМа” – важный шаг на пути к освоению человеком космоса. В дальнейшем установки по имитации космического излучения должны будут имитировать все спектры космического излучения, а не только мягкое гамма-излучение.