Страница 1 из 5

Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 06:55
gionov
О радиационной стойкости компонентов, методах увеличения надёжности при сбоях, радиационных поясах, радиационных условиях возле Луны можно писать здесь.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 08:53
voyager-1
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).

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 09:21
maxrez
[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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 09:29
Progg
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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 09:49
Ejj
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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 09:57
Progg
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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 10:00
Ejj
Извиняюсь, неверно вас понял.
З.Ы. Как удобней, чтобы к вам обращались, на "вы" или на "ты"?

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 10:10
Progg
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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 10:26
Ejj
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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 28 окт 2015, 11:51
Progg
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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 31 окт 2015, 21:20
Nick
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 )

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 01 ноя 2015, 01:20
voyager-1
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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 01 ноя 2015, 08:01
Ejj
А при запуске - молится, поститься и слушать радио "Радонеж", чтобы вспышки вне расписания не было.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 01 ноя 2015, 08:39
gionov
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. :-)

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 01 ноя 2015, 08:46
voyager-1
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.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 01 ноя 2015, 09:41
Nick
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]

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 01 ноя 2015, 20:15
Ejj
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?

Добавлено: 01 ноя 2015, 20:39
voyager-1
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).

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 02 ноя 2015, 21:48
Ejj
Теперь надо рассчитать, что вероятность будет 99%.
А то она может оказаться и 9% или 0,9%.

Re: Радиационная стойкость

Добавлено: 25 ноя 2015, 11:58
Valeriy
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.