Современная электроника №5/2023

ВОПРОСЫ ТЕОРИИ 63 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 5 / 2023 странства с помощью аппаратов семей - ства « Спектр » 13.07.2019 была запущена обсерватория « Спектр - РГ » на гало - орби - ту вокруг внешней точки Лагранжа L2 системы « Солнце - Земля » на расстояние 1,5 миллиона километров от Земли , мак - симальное удаление от плоскости эклип - тики 400 тыс . км . Точка L2 удобна для проведения обзоров : вращаясь вокруг оси , которая примерно соответствует направлению на Солнце , « Спектр - РГ » проводит полный обзор небесной сфе - ры за полгода , при этом Солнце не будет попадать в поле зрения . За 4 года учёные смогут получить данные 8 обзоров всего неба . Но при этом необходимо поддер - живать аппарат на орбите , проводя кор - ректирующие манёвры [17]. Обсерватория « СпектРГ » состоит из двух телескопов : немецкого eROSITA, работающего в мягком рентгеновском диапазоне ( фотоны с энергией 0,3…11 кэВ ), и российского ART-XC имениМ . Н . Павлинского , который ведёт наблюдения в жёстком рентгене (5…30 кэВ ). Работая в течение двух лет в режиме обзора все - го неба , телескопы фактически взаимно дополнялидруг друга , перекрываяширо - кийдиапазонрентгеновского излучения . ART-XC может видеть так называемые поглощённые объекты : излучение от них , кроме наиболее энергичного , не доходит до нас , так как его поглощают газопыле - вые облака , которые образуются вокруг сверхмассивных чёрных дыр в далёких галактиках или в двойных системах с массивными звездами . Жёсткие рентге - новские фотоны способныпройти через это препятствие . Телескоп eROSITA видит мягкое рентгеновское излучениемилли - онов источников , но если он не заметит всего 5–10% таких поглощённых объек - тов , то без информации о них теоретики не смогут построить правильные космо - логические модели . После 26 февраля 2022 г ., когда теле - скоп eROSITA был переведён немцами в так называемый безопасный режим , российским учёным пришлось опе - ративно разрабатывать новую про - грамму наблюдений обсерватории « Спектр - РГ », которая позволила с мак - симальной эффективностью использо - вать возможности телескопа ART-XC [18]. Обобщая существующую информа - цию , имеет смысл отметить следующее . « Марс » разработалиизго ¬ товил борто - вые комплексыуправления ( БКУ ) для всех аппаратов « Электро - Л », « Арктика - М », « Спектр - Р » и « Спектр - РГ » [15]. Согласно данным [19] и ГОСТ Р 56526-2015 [20], КА по массе и назна - чению делятся на подгруппы соглас - но табл . 2.3 и табл . 2.4. В табл . 2.4 приведён срок активного существования ( САС ) различных типов космических аппаратов согласно ГОСТ Р 56526-2015. Таким образом , космические аппа - раты должны функционировать достаточно продолжительный срок на какой - либо из орбит и выполнять свои функции в условиях воздействия ионизирующих излучений . Поэтому при выборе электронной компонентной базы ( ЭКБ ) существен - ной проблемой является обеспечение требований по внешним воздейству - ющим факторам в части ( ВВФ ) в части радиационной стойкости аппаратуры . В табл . 2.5 приведены радиационные условияна различных орбитах [5] припро - хождении через алюминиевые экраны . Как следует из табл . 2.5, на электрон - ную компонентную базу воздействуют достаточно высокие уровни ионизиру - ющих излучений , даже при примене - нии защитных экранов . Расчёт блоков на радиационную стойкость производится , как правило , после их монтажа на КА с учётом защи - ты другими блоками и элементами КА . Если принять , что прибор после уста - новки на КА имеет защиту 2,75 г / см 2 , в качестве модели расчёта выбрать сферу , а коэффициент запаса при - нять равным 1, то получатся резуль - таты расчёта , представленные в табл . 2.6 [1]. Из расчёта следует , что секция прибора длиной 20 мм , высотой 200 мм и шириной 260 мм (~1 модуль ) на орбите 1,0…3,0 тыс . км потребует дополнительной защи - ты , приведённой в табл . 2.7. Таблица 2.3. Разделение КА по массе № Масса КА Назначение Орбита 1 Менее 100 кг ДЗЗ , наука НО 2 100…300 ДЗЗ , наука ССО , ВЭО 3 300…700 ДЗЗ , метео ССО 4 700…1200 ДЗЗ , наука , связь НО , ВЭО , ГСО 5 1200…2500 ДЗЗ , метео , связь НО , ВЭО , ГСО 6 2500…3500 ДЗЗ , метео , связь ССО , ВЭО , ГСО 7 3500…7200 ДЗЗ , наука ССО , отлётные 8 Более 7200 ДЗЗ НО Таблица 2.4. Срок активного существования различных типов КА Тип KA Масса , кг САС , лет Крупногабаритные Более 1000 10–25 Среднегабаритные 500…1000 7–10 Малые мини 100…500 5–7 микро 10…100 3–5 нано 1…10 1–3 пико Менее 1 0,5–1,0 Таблица 2.5. Уровень радиационной нагрузки на аппаратуру на различных орбитах Орбита , тыс . км До 0,4 0,4…0,7 0,7…1,0 1,0…3,0 3,0…20 Геостационарная орбита Высоко - эллиптическая орбита Доза , крад для толщины 1 г / см 2 4 15 40 700 1000 87 500 Доза , крад для толщины 3 г / см 2 1 5 15 215 6 5 3 Таблица 2.6. Результаты расчёта необходимой дополнительной защиты приборов , обеспечивающей стойкость к воздействию ионизирующих излучений на различных орбитах Орбита , тыс . км До 0,4 0,4…0,7 0,7…1,0 1,0…3,0 3,0…20 Геостационарная орбита Высокоэллиптическая орбита Стойкость ЭРЭ Дополнительная защита , г / см 2 10 крад 0 0 1,15 5,83 0,37 0,37 0,37 100 крад 0 0 0 1,93 0 0 0 Таблица 2.7. Дополнительная защита , обеспечивающая стойкость приборов к воздействию ионизирующих излучений на различных орбитах Стойкость ЭРЭ , крад Дополнительнаязащита , кг 10 1,1 100 0,35