Damit Satelliten störungsfrei arbeiten, muss ihre Elektronik den harschen Weltraumbedingungen widerstehen können. Möglich machen das gehärtete Schaltkreise. Satelliten sind Röntgen- und Gammastrahlung ausgesetzt und werden von Elektronen, Protonen, Alphateilchen bis hin zu schweren Atomkernen bombardiert. Die energiereichen Teilchen und elektromagnetischen Strahlen stammen dabei von unserer Sonne, der Milchstraße und dem extragalaktischen Raum. Schwer geladene Kerne oder Gammaquanten verändern die Anordnung einzelner Gitteratome durch den Energie- oder Impulseintrag dauerhaft, sodass es mehr Rekombinationszentren gibt, was sich negativ auf den Halbleiterübergang und die Funktion des Bauteils auswirkt. Schaltkreise gelten als strahlungsgehärtet, wenn sie mindestens eine Gesamtionisationsdosis von 100 kilorad(Si) und Einzelereignisse mit Teilchenenergien bis zu 120 MeV unbeschadet überstehen. Abschirmungen hierfür gibt es auf Chip- und Package-Ebene als auch auf Systemebene. Daneben gewinnen Fehlertoleranz und Redundanz zuenhmend an Bedeutung. Diese logischen Korekturen beruhen auf einem Vergleich mehrerer Rechenergebnisse, die parallel in verschiedenen Chips oder in dessen Bereichen abgelaufen sind. Weicht ein Wert ab, wird er nach einer Plausibilitätsbetrachtung automatisch verworfen. Diese logische Fehlertoleranz erlaubt es auch, günstigere Bauteile zu verwnden - qualifizierte, statt strahlungsgehärtete.
Nur die härtesten Schaltkreise dürfen ins All
Physik Journal ; 12 , 8/9 ; 76-77
2013
2 Seiten, 3 Bilder
Aufsatz (Zeitschrift)
Deutsch
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