Современная электроника №5/2023

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 60 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2023 емых ионизирующих излучений Солн - ца , позволяя им проникать на низкие широты . Географическое положение космического аппарата относительно опасных радиационных мест опреде - ляет конкретный уровень воздействую - щих на него ионизирующих излучений . Таким образом , радиационная обста - новка в космическом пространстве постоянно меняется во времени и в пространстве . Поэтому ведутся непре - рывные работы по прогнозированию радиационных условий в различных точках космического пространства . На их основе разрабатывается документа - ция с указанием характеристик ради - ационных полей в любой точке кос - мического пространства в различные временны́е промежутки . Это позволя - ет выбирать оптимальное время старта космических аппаратов , предназначен - ных для работы на различных орбитах , проведения работ на них , формирова - ния технического задания по стойко - сти к воздействию ФКП аппаратуры КА . В случае высотного ядерного взры - ва возможно возникновение искус - ственного радиационного пояса Зем - ли ( ИПЗ ) в результате взаимодействия продуктов распада с магнитным полем Земли . В ИПЗ входят преимуществен - но электроны с плотностью потоков 10 9 част /( см 2 ⋅ с ). Время существова - ния такого пояса может составлять до нескольких месяцев [6]. Кроме того , очевидно , что наличие такихчастиц , какпротоны , впервуюоче - редь , а также ядер тяжёлых элементов и т . д . приводит к распаду имеющихся в космическом пространстве элемен - тов вещества с образованием нейтронов и гамма - квантов [6]. Поэтому необходимо принимать во внимание наличие нейтронного излу - чения в космическом пространстве . В результате взаимодействия ГКЛ и СКЛ с атомами верхней атмосферы образуется вторичная радиация . Поэ - тому поток вторичных частиц , в соста - ве которого присутствуют нейтроны , необходимо учитывать при оценке радиационных условий на околозем - ных орбитах ( ниже 1000 км ) [9]. При полётах к другим планетам необходимо учитывать не только рас - пределение ГКИ и СКИ в межпланет - ном пространстве , но и особенности радиационных условий в их околопла - нетном пространстве . Например [8], когда КА отправится к Луне , он будет в течение нескольких часов пересекать внешние радиацион - ные пояса Ван - Аллена , где имеются зоны повышенного излучения . А даль - ше , за пределами земной магнитосфе - ры , уровень радиации возрастёт за счёт галактического космического излуче - ния . Луна , в отличие от Земли , не обла - дает атмосферой и магнитным полем . Поэтому ГКИ и СКИ непосредственно взаимодействуют с лунным грунтом , в результате чего образуется нейтроны . На рис . 3 приведены энергетический спектр нейтронов при бомбардировке лунного грунта частицами ГКИ и СКИ и доза поглощённого излучения от тол - щины лунного грунта согласно [10]. Таким образом , полет КА к Луне и про - ведение работ на ней связано с воздей - ствием значительной дозы облучения . При оценке радиационных условий на Марсе также принимаются во вни - мание нейтроны , возникающие в мар - сианском грунте . На рис . 4 приведена зависимость дозы внутри КА на поверхности Мар - са от толщины стенок КА (Al) c учё - том дополнительной защиты , соз - даваемой марсианской атмосферой (16 г ⋅ см –2 СО 2 ), согласно [10]. Юпитер обладает более мощными и масштабными радиационными пояса - ми по сравнению с Землей . На рис . 5 приведены значения погло - щённой дозы и мощности дозы за защитным экраном частицами радиа - ционных поясовЮпитера согласно [10]. Поглощённая доза на рис . 5 ( а ) приве - дена за защитным экраном толщиной 8 мм , считаемым алюминиевым . Ука - занная доза создаётся частицами ради - ационных поясов Юпитера на разном расстоянии от него , выраженном в радиусах планеты (R Ю = 71,5 тыс . км ). На рис . 5 ( а ) также приведено поло - жение орбит спутников Юпитера – Ио , Европы и Ганимеда . На рис . 5 ( б ) приведена зависимость мощности излучений от толщины защитной оболочки КА на орбитах Европы , Ганимеда и Каллисто . Как следует из рис . 5 ( а ), поглощён - ная доза , создаваемая радиационными поясами Юпитера , весьма существен - на при незначительной мощности воз - действующего излучения ( рис . 5 ( б )). Сравнение радиационных условий в окололунном пространстве ( рис . 3 ( б )), на поверхности Марса ( рис . 4) и в про - странстве Юпитера ( рис . 5 ( а )) пока - зывает , что в пространстве Юпитера радиационные условия на несколько порядков более жёсткие , чем в про - странстве других планет . Видимо , это обусловлено более суще - ственным влиянием ГКИ из - за наи - F, м –2 ˜ с –1 ˜ МэВ –1 10 10 10 8 10 6 10 4 10 2 10 0 10 –9 10 –7 10 –5 10 –3 Е , МэВ 30 1 2 3 20 10 0 0 2 4 L , м D, рад Рис . 4. Зависимость дозы от толщины стенок КА на поверхности Марса : 1 – годовая доза от ГКЛ ; 2 – доза от солнечной вспышки Рис . 3. а ) энергетический спектр нейтронов , образующихся при бомбардировке лунного грунта частицами ГКИ и СКИ ; б ) зависимость дозы от толщины лунного грунта : 1 – суммарная доза ; 2 – доза от частиц ГКИ и СКИ ; 3 – от вторичных нейтронов D , рад 30 1 2 20 10 0 10 20 30 L , 㠘 см –2 а б