Радиационная опасность на околоземных орбитах и межпланетных траекториях космических аппаратов

1.

Радиационная опасность на
околоземных орбитах и
межпланетных траекториях
космических аппаратов
Н.В.Кузнецов
Обсуждаются представления, которые лежат в основе
количественных оценок радиационной опасности, возникающей
из-за возможного нарушения работоспособности бортового
оборудования и приборов космических аппаратов при
воздействии высокоэнергичных (>~100 кэВ) заряженных частиц
космической радиации.
Демонстрируются возможности расчетных моделей и методов
для прогнозирования характеристик радиационной опасности на
космических аппаратах в различных условиях его полета.
1
900igr.net

2.

Содержание
• Аномалии на космических аппаратах
Определение. Примеры аномалий. Источники и причина
радиационной опасности. Выводы.
• Радиационные эффекты
Механизмы возникновения. Линейная передача энергии. Потери
энергии частиц. Классификация радиационных эффектов.
Эффекты поглощенной дозы. Одиночные случайные эффекты.
Выводы.
• Факторы космического полета
Происхождение радиационных полей. Солнечная активность.
Вековой дрейф магнитного поля Земли. Проникновение
космических лучей в магнитосферу. Геомагнитная активность.
Движение КА вдоль траектории полета. Перемещение КА на
траектории. Конструкция КА (защитные экраны). Выводы
• Прогнозирование радиационной опасности
Методика прогнозирования. Примеры. Выводы.
2

3. Аномалии на космических аппаратах

Внешние факторы воздействия на космический аппарат
Неизвестные
Вакуум
Невесомость
Колебания температуры
Электромагнитная радиация
Метеориты
Космический мусор,
Вибрация и высокие нагрузки
при старте
Корпускулярная радиация
Низкоэнергичная (<~10-100 кэВ)
Высокоэнергичная (> 100 кэВ)
3

4. Аномалии на космических аппаратах

Пример изменения мощности солнечных батарей
290
sc1
sc2
sc3
sc4
Solar Array Power [W]
280
Сентябрь 2001
Ноябрь 2003
270
260
250
240
230
01-Jan-01
01-Mar-01
01-May-01
01-Jul-01
01-Sep-01
01-Nov-01
01-Jan-02
01-Mar-02
01-May-02
01-Jul-02
01-Sep-02
01-Nov-02
01-Jan-03
01-Mar-03
01-May-03
01-Jul-03
01-Sep-03
01-Nov-03
01-Jan-04
01-Mar-04
01-May-04
01-Jul-04
01-Sep-04
01-Nov-04
01-Jan-05
01-Mar-05
01-May-05
01-Jul-05
01-Sep-05
220
Cкачки понижения
мощности наблюдают
во время больших
солнечных cобытий
(R.J. Walters, 2004)
Year 2001 - 2005
http://esa-spaceweather.net/spweather/workshops/eswwII/
proc/Session4/Presentation_KEIL.pps
4

5. Аномалии на космических аппаратах

Распределение мест возникновения одиночных сбоев
на космических аппаратах, находящихся на разной высоте
650 до 750 км
1250 до 1350 км
2450 до 2550 км
http://radhome.gsfc.nasa.gov/radhome/papers/202_SSR.pdf
(Poivey C., et al.,2002)
5

6. Источники радиационных аномалий на КА

Аномалии на космических аппаратах
Источники радиационных аномалий на КА
Радиационный
пояс Земли
(РПЗ)
Галактические
космические
лучи (ГКЛ)
Солнечные
космические
лучи (СКЛ)
Вторичное
излучение
электроны
протоны
протоны
ядра
протоны
ионы
протоны
нейтроны
-кванты
Причина радиационных аномалий - радиационные
эффекты в изделиях космической техники:
Терморегулирующих покрытиях
Полимерных покрытиях
Оптических покрытиях
Солнечных элементах
Изделиях микро- и оптоэлектроники
6

7. Выводы к разделу «Аномалии на космических аппаратах»

• Высокоэнергичная корпускулярная радиация
космического пространства. является одним из
важных внешних факторов, который инициирует
возникновение аномалий на КА,
• Причиной радиационных аномалий на КА является
возникновение радиационных эффектов в изделиях
космической техники.
7

8.

Радиационные эффекты
Механизмы возникновения
Передача кинетической энергии от налетающих частиц веществ
(первичный процесс)
Ионизационные эффекты
Неравновесные
электроны и
дырки
Разорванные
атомные связи
Структурные нарушения
Вакансии и
междоузлия
Разупорядоченные области
Релаксационные процессы термостабилизации и электронейтрализации
(релаксационный процесс)
Рекомбинация
Образование
объемного заряда
Радиолюминисценция
Латентные
треки
Свободные
химические
радикалы
Рекомбинация
Уход на стоки
(примесные
дефекты)
Объединение в
комплексы
(собственные
Генерация тока
дефекты)
Н.В.Кузнецов. Радиационная опасность на космических аппаратах
Образование
объемных
дефектов
(кластеры)
8

9. Радиационные эффекты. Линейная передача энергии (ЛПЭ)

• ЛПЭ - основная физическая величина,
которая количественно характеризует
энергетический вклад одной частицы в
образование радиационного эффекта,
• ЛПЭ, L - средняя энергия, которую
вещество
может
получить
от
налетающей заряженной частицы на
единице ее пути.
• Единицы измерения ЛПЭ - МэВ/см или
МэВ/(г/см2)
Н.В.Кузнецов. Радиационная опасность на космических аппаратах
9

10. Радиационные эффекты Потери энергии заряженных частиц

1E+2
1E+4
Fe
Si
1E+3
(dE/dx)e
1E+2
1E+1
(dE/dx)n
1
0.1
1E-2
1E-3
H
Si
ядерные реакции
Потери энергии, МэВ/(г/см2)
Потери энергии, МэВ/(г/см^2)
1E+5
1E+1
1E+0
(dE/dx)e
1E-1
1E-2
e
Si
1E-3
(dE/dx)n
1E-4
1E-5
1E-6
1E-4
1E-5 1E-4 1E-3 1E-2 0.1
1
1E+1 1E+2 1E+3 1E+4
Энергия, МэВ/нуклон
1E-2
1E-1
1E+0
1E+1
1E+2
Энергия, МэВ
10

11. Радиационные эффекты Классификация

• Эффекты поглощенной дозы
проявляются в результате
суммирования энергии, которую
множество частиц передает
чувствительному объему вещества,
• Случайные одиночные эффекты
возникают при передаче энергии от
одной частицы чувствительному
объему вещества
11

12.

Радиационные эффекты
Поглощенная доза
По определению: Поглощенная доза D - энергия, переданная от
излучения элементарному объему вещества единичной массы
D
E
Дж/кг или Грей 100 рад
m
При воздействии потока заряженных частиц Ф [1/см2 ] с энергией
E0=const
dE
D
dx E0
При воздействии потока частиц Фi(E) 1/см2МэВ разного типа
и разной энергии
dE
D
dx
i
где
i E dE L L dL
E i
d dE
( L ) i E
- спектр ЛПЭ потока всех частиц
dE dx E
i
12

13. Радиационные эффекты Пример эффекта ионизационной дозы

Пороговое напряжение
Смещение порога вольт-амперной характеристики
в n-канальном транзисторе металл-окисел-полупроводник
Изменение заряда
на границе
окисел-полупроводник
Иониз. доза
Изменение
объемного заряда
в окисле
13

14.

Радиационные эффекты
Пример эффекта неионизационной дозы
Ток короткого замыкания, отн.ед.
Уменьшение тока короткого замыкания
солнечных элементов (Walters, et.al., 2004)
Электроны 1 МэВ
Протоны 1 МэВ
Протоны 0.4 МэВ
Электроны 1 МэВ
Неионизационная доза, МэВ/г
14

15. Радиационные эффекты Эквивалентная доза

Количественной мерой радиационного эффекта
в радиобиологии принято использовать величину
эквивалентной дозы
H Зиверт (100 бэр)
w L L L dL
W(L)
ЛПЭ, кэВ/мкм
15

16. Радиационные эффекты Одиночные случайные эффекты

Условие возникновения: энергия E, переданная частицей
чувствительному объему, должна быть выше пороговой
величины Ec, характеризующей функциональное свойство
этого объема.
Прямой механизм
возникновения от
ионов
Ядерный механизм
возникновения от
протонов
Ядерная реакция
Чувствительный объем
Протон, нейтрон
или легкое ядро
Тяжелое
ядро
16

17. Радиационные эффекты Одиночные случайные эффекты

Количественной мерой возникновения ОСЭ при воздействии потока
частиц является частота ОСЭ
При воздействии плотности потока частиц F (1/см2с) с энергией E0=const
и углом падения 0 = const
E0 , 0 F
При воздействии плотности изотропного потока частиц Fi(E) (1/см2сМэВ)
разного типа и разной энергии
i E , Fi E dEd
i
или используя модельные представления для прямого механизма
возникновения ОСЭ
ion L , F L dEd
где F(L)- дифференциальный спектр ЛПЭ плотности потока частиц
17

18. Радиационные эффекты Одиночные случайные эффекты

Примеры сечения ОСЭ у микросхем памяти при
нормальном угле падения в зависимости от:
ЛПЭ ионов
энергии протонов
1E-5
1E-12
SMJ44100(4M)
1E-13
1E-7
Сечение ОСЭ, см2/бит
Сечение ОСЭ, см2/бит
1E-6
1E-8
1E-9
1E-10
1E-11
1E-12
MT4C4001(4M)
1E-14
1E-15
IBM(64M)
1E-16
1E-17
1E-13
1E-14
1E-18
0
1
10
100
Эффективное ЛПЭ, МэВ/(мг/см2)
1000
10
100
Энергия протонов, МэВ
18

19. Выводы к разделу «Радиационные эффекты»

• В настоящее время изучено влияние радиационных
эффектов на свойства многих материалов и изделий
космической техники.
• Радиационных эффекты в изделиях космической
техники подразделяются на эффекты поглощенной
дозы (ЭПД) и одиночные случайные эффекты (ОСЭ).
Количественной мерой радиационной опасности
от ЭПД служит расчетная величина поглощенной
дозы (ионизационной и неионизационной).
Количественной мерой радиационной опасности
от ОСЭ служит расчетная частота одиночных
случайных эффектов.
19

20. Выводы (продолжение) к разделу «Радиационные эффекты»

• Радиационная опасность для изделий космической
техники на борту КА, зависит от:
индивидуальных особенностей материала и
прибора, которые характеризуются величиной
линейной передачи энергии или сечением
одиночных случайных эффектов и отражают их
радиационную стойкость (чувствительность),
воздействующего радиационного окружения,
которое характеризуется дифференциальными
энергетическими спектрами потока Ф(Е) или
плотности потока F(E) частиц и отражают
радиационные условия на КА.
20

21. Факторы космического полета

Глобальные:
• Происхождение радиационных полей
• Солнечная активность,
• Дрейф магнитного поля Земли
• Экранирующее свойство магнитосферы Земли (для
частиц космических лучей)
• Геомагнитные возмущения
Локальные
• Перемещение космического аппарата в пространстве
• Конструкция КА (защитные экраны)
• Анизотропия потоков частиц и тень Земли
21

22. Факторы космического полета Происхождение радиационных полей

В межпланетном пространстве существуют
• галактические космические лучи (ГКЛ), в состав
которых входят протоны и ядра химических элементов;
• солнечные космические лучи (СКЛ), в состав
которых входят протоны и ионы химических элементов ;
В околоземном космическом пространстве существуют
• радиационные пояса Земли (РПЗ), которые в
основном состоят из электронов и протонов,
захваченных магнитным полем Земли.
Потоки частиц космических лучей также проникают в
магнитосферу Земли.
22

23.

Факторы космического полета
1E+18
1E+17
1E+16
1E+15
1E+14
1E+13
1E+12
1E+11
1E+10
1E+9
1E+8
1E+7
1E+6
1E+5
1E+4
1E+3
1E+2
1E+1
1E+0
е РПЗ
Геостационарная
орбита
Высота -36000 км
Наклонение - 0 град
10 лет полета
р РПЗ
р СКЛ
р ГКЛ
1E-2
1E-1
1E+0
1E+1
1E+2
1E+3
Энергия, МэВ
1E+4
1E+5
Поток, 1/(см2*МэВ)
Поток, 1/(см2*МэВ)
Пример энергетических спектров частиц на орбитах КА
1E+18
1E+17
1E+16
1E+15
1E+14
1E+13
1E+12
1E+11
1E+10
1E+9
1E+8
1E+7
1E+6
1E+5
1E+4
1E+3
1E+2
1E+1
1E+0
Орбита круговая
Высота - 500 км
Наклонение - 98 град.
10 лет полета
е РПЗ
р РПЗ
р ГКЛ
р СКЛ
1E-2
1E-1
1E+0
1E+1
1E+2
1E+3
1E+4
1E+5
Энергия, МэВ
23

24. Факторы космического полета Солнечная активность

Интенсивность радиочастоты 10.7 гц
Факторы космического полета
Солнечная активность
Пример солнечноциклических вариаций
потоков протонов РПЗ
с Е=80-215 МэВ
на разных дрейфовых
оболочках L
(Huston, S. L., 1996)
http://radhome.gsfc.nasa.gov/radhome/papers/
slideshow10/SC_NSREC97/img001.gif
24

25. Факторы космического полета Солнечная активность

1E+1
200
100
50
0
Числа Вольфа
Поток, 1/(см2 с ср)
150
Пример солнечноциклических вариации
потоков ядер гелия ГКЛ с
энергией 70-95 МэВ/нуклон
и чисел Вольфа в
зависимости от календарного
времени.
Точки – экспериментальные
данные спутника IMP-8.
1E+0
1965
1970
1975
1980
1985
Год
25

26. Факторы космического полета Солнечная активность

1E+4
200
1E+12
1E+2
100
1E+1
50
1E+0
0
1E-1
Числа Вольфа
Поток, 1/(см2 с ср)
150
Величина события СКЛ, 1/см^2
1E+11
1E+3
1E+10
1E+9
1E+8
1E+7
1E+6
1E+5
1E+4
1E+3
1E+2
1E-2
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
Год
Солнечно- циклические вариации
потоков протонов СКЛ (E>30 МэВ) и
чисел Вольфа в зависимости от
календарного времени
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Среднемесячные числа Вольфа
Пиковые потоки протонов СКЛ
в зависимости от чисел Вольфа
26

27. Факторы космического полета Солнечная активность

Сравнение потоков ГКЛ и СКЛ в межпланетном пространстве
1E+4
Максимум СА
Минимум СА
Поглощенная доза, рад
1E+3
СКЛ
1E+2
1E+1
ГКЛ
1E+0
1E-1
1E-2
1E-2
1E-1
1E+0
1E+1
1E+2
Толщина защиты, г/см2
б)
а)
Дифференциальные энергетические спектры протонов (а)
и поглощенные дозы (б), полученные по данным спутника
IMP8 для периодов минимума (W<40) и максимума
(W>145) солнечной активности с 1965 по 1997 г.г.
27

28. Факторы космического полета Вековой дрейф магнитного поля Земли

1E+5
Поток, 1/(см2*с*МэВ)
1E+4
Орбита
500 км, 82 град.
1E+3
1E+2
1E+1
1E+0
AP8 (1970 г.)
1E-1
АР8 (2002 г.)
1E-2
1E-3
1E-4
0.1
1
1E+1
1E+2
1E+3
Энергия, МэВ
Отношение потоков протонов с
энергией более 40 МэВ, рассчитанное
с использованием базы данных
модели AP8MAX, для эпохи 1991 и
1970 г.г. над Бразильской аномалией
на высоте 500 км. (Энциклопедия,
2000)
Энергетические спектры
протонов на круговой орбите
с высотой 500 км и
наклонением 82 градуса,
рассчитанные по модели для
эпох 1970 и 2000 г.г.
28

29. Проникновение космических лучей в магнитосферу Земли Функция проникновения частиц в точку

Массовое число частицы
Rz E
Жесткость заряженной частицы
Az
Qz
Заряд частицы
Функция
проникновения
в точку Х
где RC(X)
Поток заряженных
частиц в магнитосфере
в точке X
E E 2mc 2
Энергия
на нуклон
Масса
протона
1, если Rz E Rc X
Rz , X
0, если Rz E <Rc X
Эффективная жесткость обрезания
z орб E , X Rz E , X z E
Поток заряженных частиц
в межпланетном пространстве
29

30. Проникновение космических лучей в магнитосферу Земли Функция проникновения частиц в точку

1E+0
Поглощенная доза, рад
Жесткость обрезания, ГВ
Орбита станции "МИР"
10
1
1E-1
14 июля 2000
1E-2
9 ноября 2000
1E-3
1E-4
1E-5
0
0
5
10
15
20
25
Время полета, час
Эффективная жесткость
геомагнитного обрезания на
орбите станции «Мир»
в зависимости от времени полета
0
5
10
15
20
25
30
Время, час
Накопление поглощенной дозы
на станции «Мир при возникновении
событий СКЛ в июле и ноябре 2000 г.
в зависимости от времени с момента
появления потоков СКЛ вблизи Земли.
30

31. Проникновение космических лучей в магнитосферу Земли Функция проникновения частиц на орбиту

Rz , X ( t ) dt
T
Rz
0
T
t Rz Rc X t
T
время полета
Энергетический спектр потока
частиц космических лучей на
орбите
z орб E , X
Rz E , X z E
31

32. Геомагнитная активность

Пример распределения потоков электронов в РПЗ, зарегистрированных
на спутнике SAMPEX до и после магнитной бури 9-10 января 1997 г.
http://www.haystack.mit.edu/~jcf/jan97/sampex.gif
32

33. Перемещение космического аппарата в пространстве

Пример распределения потоков протонов
в околоземном пространстве
space-env.esa.int/EMA_Events/SPENVIS_WS2002/Proceedings/bourdarie.pdf
33

34. Перемещение космического аппарата в пространстве

Примеры расчетных зависимостей потоков протонов (сплошные кривые)
и электронов (пунктирные кривые) РПЗ на орбитах КА от времени полета
1E+5
1E+8
Плотность потока, 1/см2/с
Плотность потока, 1/см2/с
1E+7
1E+4
1E+3
1E+2
1E+1
1E+6
1E+5
1E+4
1E+3
1E+2
1E+1
1E+0
1E+0
0
1
2
3
Время полета, час
Орбита МКС,
400-450 км, 51 град.
4
0
5
10
15
20
Время полета, час
Высокоэллиптическая орбита
500-40000 км, 63 град.
34

35. Перемещение космического аппарата в пространстве

Частота сбоев, 1/с
Перемещение космического аппарата в
пространстве
Примеры изменения частоты сбоев в микросхеме памяти
(объем 16М) в зависимости от времени полета КА
1E-2
1E-3
1E-4
1E-5
1E-6
орбита МКС
1E-2
1E-3
1E-4
1E-5
1E-6
ССО 900
1E-2
1E-3
1E-4
1E-5
1E-6
ВЭО
1E-2
1E-3
1E-4
1E-5
1E-6
ГСО
Орбита международной
космической станции
H = 426 км, I= 51,6 градусов;
Солнечносинхронная орбита
H= 900 км, I= 97 градусов;
Высокоэллиптическая орбита
H= 500-40000 км, I= 63 градуса;
0
5
10
15
20
Геостационаоная орбита
H= 36000 км, I= 0 градусов
25
Время полета, час
35

36. Конструкция КА (защитные экраны)

1E+13
Защита -10 г/см2
1E+12
1E+11
Поток, 1/(см2*МэВ)
1E+10
СКЛ
"открытый космос"
1E+9
1E+8
1E+7
1E+6
p СКЛ
1E+5
1E+4
1E+3
p ГКЛ
1E+2
1E+1
Энергетические спектры
протонов и вторичных
нейтронов, возникающие
за защитой при воздействии
протонов ГКЛ и СКЛ.
ГКЛ
"открытый космос"
1E+0
1E-1
1E-2
n СКЛ
n ГКЛ
1E-3
0.1
1
1E+1
1E+2
1E+3
1E+4
1E+5
Энергия, МэВ
36

37. Выводы к главе «Факторы космического полета»

• В околоземном космическом пространстве
существуют высокоэнергичные потоки частиц РПЗ,
ГКЛ и СКЛ, которые необходимо учитывать при
прогнозировании радиационной опасности на КА.
• Разработанные модели устанавливают
энергетические спектры сглаженных (усредненных за
несколько месяцев) потоков частиц с учетом влияния
солнечной активности и позволяют прогнозировать
вариации этих потоков, связанные с изменением
положения КА в пространстве.
• Существующие ядерно-физические данные
позволяют рассчитывать характеристики
радиационной опасности для материалов и
приборов, расположенных за защитными экранами
внутри КА.
37

38.

Прогнозирование радиационной опасности
Схема компьютерного пакета программ
Параметры орбиты и время
полета КА
Геоцентрические координаты КА
Модель геомагнитного поля
Геомагнитные координаты
Модели потоков
электронов и протонов
РПЗ
Модель
потоков
частиц ГКЛ
Модель
потоков
частиц СКЛ
Модель
проникновения
частиц КЛ
на орбиты
Спектры частиц на орбите КА
(РПЗ, ГКЛ, СКЛ)
Модели
прохождения частиц
за защиту
Спектры частиц за защитой
(электроны, протоны, нейтроны, ионы)
Модель расчета дозы
Поглощенная и эквивалентная доза
Модель возникновения
одиночных случайных
эффектов
Частота сбоев в электронных приборах
38

39. Прогнозирование радиационной опасности Модели радиационного окружения в интерактивных информационных системах

Модель
Радиационное поле
Радиационный пояс Земли
(протоны)
AP8-MIN; AP8-MAX
Радиационный пояс Земли
(электроны)
AE8-MIN; AE8-MAX
Галактические космические лучи
(протоны и ядра)
CREME96;
Badhwar&O'Neill
Солнечные космические лучи
(протоны)
JPL92
Солнечные космические лучи
(ионы)
CREME96;
Информационные системы:
CREME96 - http://creme96.nrl.navy.mil
SPENVIS - http://www.spenvis.oma.be/spenvis
SIREST - http://www.sirest.larc.nas.gov
39

40. Прогнозирование радиационной опасности Пример расчета эквивалентной дозы

Полет на Марс
Полет на Марс (проект NASA)
Высокая солнечная активность
980 дней (620 на Марсе)
1E+3
СКЛ (99%)
1E+2
СКЛ(50%)
Предельно
допустимая
доза
1E+1
1
0.1
ГКЛ
1E-2
1E+4
1E+3
Эквивалентная доза, Зиверт
Эквивалентная доза, Зиверт
1E+4
Орбита МКС
1E+2
Предельно
допустимая
доза
1E+1
1
0.1
ГКЛ
1E-2
1E-3
СКЛ (99%)
1E-4
СКЛ(50%)
1E-5
1E-6
1E-7
1E-3
РПЗ
Орбита МКС, 1 год полета
Минимум солнечной активности
1E-8
1E-2
0.1
1
1E+1
Толщина защиты, г/см2
1E+2
1E-2
0.1
1
1E+1
1E+2
Толщина защиты, г/см2
40

41. Прогнозирование радиационной опасности Пример расчета частоты ОСЭ

1E+3
1E+3
Геостационарная орбита
10 лет
Частота сбоев, 1/с
1E+1
1E+0
СКЛ(50%)
1E-1
РПЗ - нет сбоев
Средняя и максимальная
частота совпадают
1E-2
1E-3
1E-4
1E-5
ГКЛ
1E-6
1E+1
1E+0
1E-2
1E-3
1E-4
1E-5
1E-6
1E-7
1E-8
1E-8
1E-9
1E-9
0.1
1
1E+1
Толщина защиты, г/см2
1E+2
РПЗ
ГКЛ
СКЛ(50%)
1E-1
1E-7
1E-2
Орбита МКС
10 лет
1E+2
Частота сбоев, 1/с
1E+2
Сплошные - средняя частота
Пунктирные - максимальная частота
1E-2
0.1
1
1E+1
1E+2
Толщина защиты, г/см^2
Перемежающиеся отказы (сбои) в «типичной» микросхеме памяти
41

42. Прогнозирование радиационной опасности Пример расчета поглощенной дозы на круговых околоземных орбитах

1E+6
Поглощенная доза, рад
1E+5
протоны
РПЗ
электроны
РПЗ
1E+4
СКЛ(99%)
СКЛ(50%)
1E+3
Поглощенная доза (10 лет)
в зависимости от высоты
круговой орбиты КА
(защита 1 г/см2)
1E+2
ГКЛ
Наклонение орбиты:
сплошные - 51 град.
пунктирные - 90 град.
1E+1
1E+0
1000
10000
100000
Высота орбиты, км
42

43. Прогнозирование радиационной опасности Пример расчета частоты (количества) одиночных случайных эффектов на круговых околоземных

орбитах
1E-1
СКЛ(99%)
Частота сбоев, отн.ед.
1E-2
1E-3
РПЗ
1E-4
1E-5
ГКЛ
1E-6
1E-7
Частота одиночных отказов, отн.ед.
1E-1
1E-2
СКЛ(99%)
1E-3
СКЛ(50%)
ГКЛ
1E-4
1E-5
1E-6
1E-8
1000
10000
100000
Высота, км
Частота одиночных сбоев в
микросхемах памяти в зависимости
от высоты круговой орбиты КА
(защита 1 г/см2)
1000
10000
100000
Высота орбиты, км.
Количество одиночных отказов (10
лет) в микросхемах с Lс = 20
МэВ/(мг/см2) в зависимости от
высоты круговой орбиты КА (защита
43
1 г/см2)

44. Выводы к разделу «Прогнозирование радиационной опасности»

• Существующие интегрированные пакеты программ,
разработанные с использованием моделей потоков
частиц радиационного окружения и моделей
радиационных эффектов, позволяют оперативно и с
необходимой полнотой обеспечить количественную
оценку радиационной опасности, ожидаемую на
борту КА на заданной орбите и в заданный период
времени.
44

45. Литература

45