Отраслевая система мониторинга воздействия ионизирующих излучений космического пространства на радиоэлектронную аппаратуру космических аппаратов, проблемы и решения

Ионизирующие излучения (ИИ) космического пространства (КП) являются главенствующим дестабилизирующим фактором, ограничивающим срок активного существования космических аппаратов (КА). Их воздействие на электронную компонентную базу (ЭКБ) проявляется в виде одиночных и дозовых эффектов, приводящих к аномальному функционированию радиоэлектронной аппаратуры (РЭА). Причиной 50% квалифицированных отказов РЭА являются ИИ КП. В работе рассматриваются способы контроля воздействия ИИ КП на РЭА КА путем создания отраслевой (Роскосмос) системы мониторинга, предназначенной для уточнения технических требований к РЭА КА и норм наземных испытаний ЭКБ на основе анализа измерений характеристик ИИ КП и прогнозов их изменения.
Создаваемая ОАО «НИИ КП» система является инженерной, не альтернативой, а дополнением к существующим научным измерительным системам, комплексам и приборам в области контроля характеристик КП.
Система мониторинга состоит из наземного и бортового сегмента, основным элементов последнего является созданные в «НИИ космического приборостроения» датчики интегральной накопленной дозы, основанные на принципах НМДП дозиметрии; то есть способ мониторинга воздействия ИИ КП максимально приближен к специфике эффектов, протекающих в реальных электронных компонентах. На данный момент обрабатывают бортовые измерения накопленной дозы с 36 ДИНД, расположенных на 18 КА (круговая орбита ~20000 км). В разработке находятся многоотсчетные сенсоры накопленной дозы с расширенным диапазоном измерения, а также сенсоры тяжелых заряженных частиц, в которых в качестве чувствительного элемента выступает статическое ОЗУ и алмазный детектор.
В отраслевую систему мониторинга интегрированы данные о средней мощности дозы, получаемые расположенными на Международной космической станции датчиками ИИ КП. Проводятся работы по трансферу измерений потоков протонов и электронов с КА «ЭЛЕКТРО-Л», «МЕТЕОР-М».
В настоящее время создан экспериментальный образец наземного сегмента отраслевой системы мониторинга, включающий в себя локальную наземную станцию прогнозов (выработка предварительных прогнозов и алертных сигналов), центральная наземная станция (обработка телеметрической информации, уточненние прогнозов и алертов) и локальную наземную станцию отраслевой информационно-справочной системы (отображение информации на интернет-сайте). Доступна информация об элементах состояния космической погоды и ее прогноза. В докладе на основе полученных бортовых и наземных измерений будут рассматриваться применяемые методы прогнозирования характеристик ИИ КП.
На международных конференциях RADECS-2010 и Седьмой европейской неделе космической погоды (7 European Space Weather Week) была подтверждена корректность создания системы мониторинга с использованием микроминиатюрных приборов контроля, высокую оценку получили результаты бортовых и наземных измерений (подтвердившие локальные аномалии космической радиации), произведенные элементами создаваемой ОАО «НИИ КП» отраслевой системы мониторинга.