Радиационная стойкость

gionov
Сообщений: 272
Зарегистрирован: 23 окт 2015, 21:15
Откуда: г. Снежинск, Челябинская обасть
Контактная информация:

Радиационная стойкость

Сообщение gionov » 28 окт 2015, 06:55

О радиационной стойкости компонентов, методах увеличения надёжности при сбоях, радиационных поясах, радиационных условиях возле Луны можно писать здесь.

Аватар пользователя
voyager-1
Сообщений: 41
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 18:34

Re: Радиационная стойкость

Сообщение voyager-1 » 28 окт 2015, 08:53

Коммерческая электроника может выдержать 5000 рад.
Для наземных миссий Аполлонов получается средняя доза в 0,05 рад/сутки (во время солнечного максимума - но в солнечные вспышки они не попадали), для МКС получающей примерно половину от дозы в открытом космосе, значения меняются в пределах 0,044-0,088 рад/сутки, для Мира - было от 0,02 до 0,066.
По итогам должно выходить меньше 0,1 рад/сутки, во время солнечного минимума, без учёта вспышек срок эксплуатации переваливает за 100 лет, в солнечный максимум средний фон будет в два раза ниже - но риск вспышек будет в разы выше - а это будет намного опаснее (и проблемы со связью, и с выходом из строя электроники).

Небольшая физическая защита из тонкого слоя алюминия. Всё остальное - делается за счёт дублирования систем, реле отключающих электронику при превышении номинальной мощности, ECC памяти, программных средств (контроль с помощью битов чётности и кодов коррекции ошибок памяти ПЗУ, ОЗУ и самих программ). По резервированию и ПО для этих целей сейчас возможности почти не ограниченные - у Бурана было трёхкратное резервирование, у нас можно и четырёхкратное сделать).

Аватар пользователя
maxrez
Сообщений: 151
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 16:31

Re: Радиационная стойкость

Сообщение maxrez » 28 окт 2015, 09:21

[quote="voyager-1]

Небольшая физическая защита из тонкого слоя алюминия. ).[/quote]
Алюминий может усугубить ситуацию из за секундарного излучения. Коллеги ставили ставили пластинки тантала. Хотя и это под вопросом насколько это защитит электронику. Было бы интересно провести тесты.

Progg
Сообщений: 59
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 10:56

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Progg » 28 окт 2015, 09:29

Кстати, возможен вариант когда критически важная часть изготовлена на основе хорошей электроники, а вторичная часть на "коммерческой" с резервирование и защитами. Критически важная часть - это система навигации (возможно её часть) и часть системы управления защитой. Остальная электроника - обычная с 3х резервированием и защитой программной и аппаратной. Тем самым мы не потеряемся в пространстве, и сможем выполнить исследование использования "коммерческой" электроники.

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Ejj » 28 окт 2015, 09:49

voyager-1 писал(а): По резервированию и ПО для этих целей сейчас возможности почти не ограниченные - у Бурана было трёхкратное резервирование, у нас можно и четырёхкратное сделать).

В теме "системы управления" приведен пример современной БЭВК "Марс-7", он с четырехкратным резервированием.

Кстати, возможен вариант когда критически важная часть изготовлена на основе хорошей электроники, а вторичная часть на "коммерческой" с резервирование и защитами.

Хорошая космическая электроника, как показано в примере выше, радиационно-стойкая и с многократным резервированием.

Progg
Сообщений: 59
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 10:56

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Progg » 28 окт 2015, 09:57

Ejj писал(а):Хорошая космическая электроника, как показано в примере выше, радиационно-стойкая и с многократным резервированием.

Ну да и? Я с этим и не спорил, это так и должно быть.

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Ejj » 28 окт 2015, 10:00

Извиняюсь, неверно вас понял.
З.Ы. Как удобней, чтобы к вам обращались, на "вы" или на "ты"?

Progg
Сообщений: 59
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 10:56

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Progg » 28 окт 2015, 10:10

Ejj писал(а):Извиняюсь, неверно вас понял.
З.Ы. Как удобней, чтобы к вам обращались, на "вы" или на "ты"?

Мне на "ты" удобней. И чтобы по диагонали не читали, уж извините за грубость.

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Ejj » 28 окт 2015, 10:26

Хорошо.
Никакого диагонального чтения, наоборот. У тебя в критических компонентах про радстойкость сказано, а про резервирование - нет. А во вторичной части сказано про бытовую комплектуху, резервирование и защиты.
Вот и получилось логическое противопоставление "радстойкость - резервирование". Теперь понятно, что ты имел в виду.

Progg
Сообщений: 59
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 10:56

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Progg » 28 окт 2015, 11:51

Ejj писал(а):Хорошо.
Никакого диагонального чтения, наоборот. У тебя в критических компонентах про радстойкость сказано, а про резервирование - нет. А во вторичной части сказано про бытовую комплектуху, резервирование и защиты.
Вот и получилось логическое противопоставление "радстойкость - резервирование". Теперь понятно, что ты имел в виду.

Хорошо, давайте не будем ругаться. Извиняюсь если был груб. Теперь все друг друга поняли.

Аватар пользователя
Nick
Сообщений: 45
Зарегистрирован: 25 окт 2015, 02:50

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Nick » 31 окт 2015, 21:20

Весело вас читать , ребятки.)))
из методов http://www.findpatent.ru/patent/240/2406661.html второй метод http://www.findpatent.ru/patent/255/2554183.html которые возможно совместить и при этом много сэкономить на индустриальных компонентах )
Для заурядного ума любая дверь,увы-стена.
Для умудрённого, поверь, стена любая -это дверь!

Аватар пользователя
voyager-1
Сообщений: 41
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 18:34

Re: Радиационная стойкость

Сообщение voyager-1 » 01 ноя 2015, 01:20

Nick писал(а):Весело вас читать , ребятки.)))
из методов http://www.findpatent.ru/patent/240/2406661.html второй метод http://www.findpatent.ru/patent/255/2554183.html которые возможно совместить и при этом много сэкономить на индустриальных компонентах )

Не понятно, к чему это? Первый вариант (создание искусственного поля, на подобии Земли) - бессмыслен, потому как даже для масштабов МКС требует магнитов мощнее тех, что будут в ITER, а для малого спутника там вообще цифры потребуются умопомрачительные, на уровне напряжённости поля нейтронных звёзд - такое будет лет через сто, если это вообще возможно.

По второму - чтобы в два раза снизить уровень радиации, нужна защита плотностью 20 грамм/см2, и от материала это значение практически не зависит. Даже чтобы снизить в 16 раз дозу (на самом деле надо намного больше), защита потребуется в 4*20 грамм/см2, что для защиты кубика в 10*10*10 см составит 48 кг, а ещё космические лучи такую защиту будут прошивать насквозь (и в десять раз большую - тоже), при этом мы ещё и ворох вторичных частиц получим, которые ничем не лучше для электроники, чем первичные.

Эти патенты - чисто описание того, "как могло бы быть" если бы такое позволяла современная техника. Поэтому сейчас даже МКС, за исключением убежища, защищена исключительно листами алюминия в 2,5-5 мм толщиной (хотя даже это - чисто от мелких частиц космического мусора, а не от радиации).

П.С. Судя по постановки задачи - мы как раз попадаем в минимум, это хорошо. Но вот при сроке гарантированного существования в 1 год - вопрос "а хватит ли индустриальной электроники?" встаёт довольно остро. Надо собирать у астрофизиков данные, и считать вероятности вспышек.

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Ejj » 01 ноя 2015, 08:01

А при запуске - молится, поститься и слушать радио "Радонеж", чтобы вспышки вне расписания не было.

gionov
Сообщений: 272
Зарегистрирован: 23 окт 2015, 21:15
Откуда: г. Снежинск, Челябинская обасть
Контактная информация:

Re: Радиационная стойкость

Сообщение gionov » 01 ноя 2015, 08:39

voyager-1 писал(а):Не понятно, к чему это? Первый вариант (создание искусственного поля, на подобии Земли) - бессмыслен, потому как даже для масштабов МКС требует магнитов мощнее тех, что будут в ITER, а для малого спутника там вообще цифры потребуются умопомрачительные, на уровне напряжённости поля нейтронных звёзд - такое будет лет через сто, если это вообще возможно.

Примерно то же самое хотел написать, но было лень спорить об очевидном. :-)

Аватар пользователя
voyager-1
Сообщений: 41
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 18:34

Re: Радиационная стойкость

Сообщение voyager-1 » 01 ноя 2015, 08:46

Ejj писал(а):А при запуске - молится, поститься и слушать радио "Радонеж", чтобы вспышки вне расписания не было.

Знаете, есть такая вещь, как "данные за прошлые года", и такая наука - статистика. Если их совместить, то неожиданно, можно получить вероятность попадания требуемой величины в заданный интервал. И это одна вспышка - может произойти в любой момент, за год - это значение уже приближается к нормальному распределению.

И извините, но с вашим отношением, в космос не одна ракета бы не полетела - у них знаете ли вероятность удачи 85-97%, и даже в пилотируемом исполнении - 97-99%, плюс САС - 0,999%, то есть 100% - не выходит, ну хоть убейте. Добавьте пару девяток - и эта конструкция не сдвинется с места. И автомобили делают с расчётом на удар в 64 км/ч, а не с расчётом на удар на максимальной возможной скорости - потому что это "чудо инженерной мысли" никто не купит, за его реальную стоимость.

Каждая последующая девятка в числе 99,9... условно добавляет нолик к стоимости (в чём-то больше, в чём-то меньше), какова вероятность "удачи" по вашему должна быть, чтобы аппарат полетел? И учтите - 97% шанс на выведение - никто не отменял, так что можете уже начинать поститься, молиться, и далее по списку.

Аватар пользователя
Nick
Сообщений: 45
Зарегистрирован: 25 окт 2015, 02:50

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Nick » 01 ноя 2015, 09:41

voyager-1 писал(а):Не понятно, к чему это?

П.С. Судя по постановки задачи - мы как раз попадаем в минимум, это хорошо. Но вот при сроке гарантированного существования в 1 год - вопрос "а хватит ли индустриальной электроники?" встаёт довольно остро. Надо собирать у астрофизиков данные, и считать вероятности вспышек.

В том-то и дело, что как раз попадаем в минимум. соответственно хотя бы двойной запас (половинное ослабление) совсем не лишнее для индустриальной электроники. в дополнение к Твоей ссылке здесь есть полиэтилен :
http://referatyk.com/voennaya_kafedra_g ... .html?pn=2
ну а теперь к чему ссылки. ссылки дают нам два принципа экранирования и причем один дополняет другой.Не стал рисовать шторку заполняющую пространство между солн. элементами и дающую тень,но возможно это и не понадобится. что схематично получилось по устройству спутника используя прочитанное мной в тех ссылках и приведённое в соответствие с нынешними тех. возможностями смотри картинки. и на всякий случай по стоимости обеднённого урана ссылочку как видно совершенно не кусачие цены и нужно-то его совсем чуть.
http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode= ... bc&keyno=0
как видно совершенно не кусачие цены и нужно-то его совсем немного на мой эскизный проект-6 кг. при толщите 0.2 мм. причем габариты там у меня совсем от балды(большой получился на скорую-то руку))) и топлива на 5 миссий хватит( если как кто-то сказал 17 кг нужно)) вобщем в габаритах есть куда ужиматься.
и почему перекись водорода+углеводород
http://www.airbase.ru/modelling/rockets ... ehead.html
дополнительным преимуществом такого топлива и его размещения как на схеме-дополнительная рад. защита.[img]
разрез.jpg
Луна%20сборка1.jpg
Луна%20сборка.jpg
[/img]
Вложения
Луна сборка-2.jpg
Луна сборка-2.jpg (251.41 KiB) 13105 просмотра
Луна сборка.jpg
Луна сборка.jpg (408.21 KiB) 13108 просмотра
Луна сборка1.jpg
Луна сборка1.jpg (271.98 KiB) 13108 просмотра
разрез.jpg
разрез.jpg (448.67 KiB) 13108 просмотра
Для заурядного ума любая дверь,увы-стена.
Для умудрённого, поверь, стена любая -это дверь!

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Ejj » 01 ноя 2015, 20:15

voyager-1 писал(а):Знаете, есть такая вещь, как "данные за прошлые года", и такая наука - статистика.

Какова вероятность того, что за год САС АМС накроет солнечным штормом даже в тихий год?

Аватар пользователя
voyager-1
Сообщений: 41
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 18:34

Сообщение voyager-1 » 01 ноя 2015, 20:39

Вероятность будет 100%+, то есть даже в спокойный год можно попасть в область нескольких вспышек, другой вопрос - какой силы они будут. Электронику можно временно отключать, переводя спутник в "безопасный режим" - это не что-то экстраординарное, так даже с коммерческими спутниками делают.

Надо лишь рассчитать вероятность "не схватить лишнего", если (условно) 99% будет на то, что электроника выдержит - ставить радстойкую смысла не будет. Вот отечественные данные по вспышкам, и американские(данные по всему диску Солнца, а не только то, что на Землю направленно).

Аватар пользователя
Ejj
Сообщений: 290
Зарегистрирован: 21 окт 2015, 21:01

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Ejj » 02 ноя 2015, 21:48

Теперь надо рассчитать, что вероятность будет 99%.
А то она может оказаться и 9% или 0,9%.

Valeriy
Сообщений: 27
Зарегистрирован: 25 ноя 2015, 11:28

Re: Радиационная стойкость

Сообщение Valeriy » 25 ноя 2015, 11:58

Вы не о том спорите вообще.
Про данным LRO, доза за полугодовой полёт будет в рацоне 5-10 крад. Коммерческих микросхем, умеющих 20-40 крад, достаточно много, надо только поморочиться с подбором подходящих.
Настоящая проблема с радиацией - это одиночные эффекты, в том числе тиристорный. Тут вам защита не только не поможет, но и хуже может сделать.
Надо софтверное парирование сбоев продумывать (думаю, здесь подойдут чисто софтовые методы на обычных процессорах) и думать, где взять микросхемы, устойчивые к тиристорному эффекту.


Вернуться в «Состав космического аппарата»

Кто сейчас на форуме

Количество пользователей, которые сейчас просматривают этот форум: нет зарегистрированных пользователей и 1 гость