各种版本的卫星辐射屏蔽计算教程 - 科创网

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各种版本的卫星辐射屏蔽计算教程

拔刀斋2015/01/08航天技术 IP:台湾

各种版本的卫星辐射屏蔽计算教程

要看现成结论的看这些：
http://www.space.aau.dk/cubesat/documents/Space_Environment.pdf
http://www.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-022912-130123/unrestricted/NAG1102_Design_and_Analysis_for_a_CubeSat_Mission.pdf
电子器件的辐射损伤机理
http://www.jhuapl.edu/techdigest/TD/td2801/Maurer.pdf
计算手册
http://www.nasa.gov/pdf/455152main_SMIII_Problem25.pdf
http://www.kns.org/jknsfile/v36/JK0360001.pdf
http://pelagiaresearchlibrary.com/advances-in-applied-science/vol3-iss1/AASR-2012-3-1-446-451.pdf
http://web.ornl.gov/info/reports/1964/3445603297634.pdf
http://www.uio.no/studier/emner/matnat/fys/FYS4220/h11/undervisningsmateriale/forelesninger-vhdl/Radiation%20effects%20on%20space%20electronics.pdf
载人火星任务
http://www.marsjournal.org/contents/2006/0004/files/NASA3360.pdf
付费文献
Design of the radiation shielding for a microsatellite
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094576501001515

电子器件能承受的辐射剂量：商业电子器件10^3~10^4 rad，辐射加固rad-hard电子器件10^5~10^6 rad

屏蔽层如果使用铝板(Al)，一般厚度3~10mm。由于宇宙射线中的高能质子与屏蔽材料中的原子核反应产生中子次级辐射，刚开始辐射剂量衰减快，然后衰减很慢。使用重金属和含大量氢的物质如聚乙烯塑料做成复合屏蔽层可以达到更高的屏蔽性能。

铝板屏蔽层厚度10mm时，屏蔽后的辐射剂量：低轨道几百rad（每年？），穿越范艾伦辐射带的高轨道10^4 rad / 2年。

美国第一颗人造卫星，反复穿越范艾伦辐射带，电池寿命3个月
http://en.wikipedia.org/wiki/Explorer_1
美国第一颗太阳能电池供电的人造卫星，反复穿越范艾伦辐射带，寿命6年
http://en.wikipedia.org/wiki/Vanguard_1

范艾伦辐射带的形状和剂量分布，图中斜线为国际空间站的轨道平面（实际高度400公里低于辐射带）（来自第一篇PDF）

来自：航空航天 / 航天技术严肃内容：教程/课程

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~~空空如也

chenhello

十步芳草

10年5个月前 IP:湖南

739332

1楼

这个真的厉害！！！
发射窗口是怎么判断的？

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百炼成钢

10年5个月前 IP:黑龙江

739349

2楼

后面DTU那个ppt里用的是ESA的一个在线工具，参数设置很细，也比较方便
总剂量只是一个方面，还有单粒子效应，一般用LET描述，这个比较复杂，和半导体的具体实现有关

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万流景仰

作者

10年5个月前 IP:广东

739365

3楼

引用 bg2bhc:
后面DTU那个ppt里用的是ESA的一个在线工具，参数设置很细，也比较方便
总剂量只是一个方面，还有单粒子效应，一般用LET描述，这个比较复杂，和半导体的具体实现有关

第三个PDF里讲到了单粒子效应，包括单粒子翻转、破坏性的单粒子锁定，还有功率MOSFET的单粒子击穿，功率MOSFET工作在远低于耐压的状态下可以降低风险。

这类效应一般容易在地面用放射性同位素辐射源模拟吗？

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百炼成钢

10年5个月前 IP:黑龙江

739516

4楼

引用拔刀斋:
第三个PDF里讲到了单粒子效应，包括单粒子翻转、破坏性的单粒子锁定，还有功率MOSFET的单粒子击穿，功率MOSFET工作在远低于耐压的状态下可以降低风险。

这类效应一般容易在地面用放射性同位素辐射源模拟吗？

需要高能量的中子源，比较危险

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实习会员

10年3个月前 IP:北京

750114

5楼

记号一下，有时间下载。

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千古风流

10年3个月前 IP:未同步

750134

6楼

SIT原器件能抗辐射。

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万流景仰

作者

10年3个月前 IP:美国

751732

7楼

引用 bg2bhc:
需要高能量的中子源，比较危险

就实际型号而言，常见的STM32之类90nm以下工艺的商用ARM嵌入式处理器上星需要做的加固处理多吗？其他模拟器件呢？
ESTCube-1，使用STM32主控，2013年发射，前几天刚刚挂掉（太阳能电池板辐射损伤耗尽寿命）。
http://en.wikipedia.org/wiki/ESTCube-1
http://ieeexplore.ieee.org/xpl/login.jsp?tp=&arnumber=6836377&url=http%3A%2F%2Fieeexplore.ieee.org%2Fxpls%2Fabs_all.jsp%3Farnumber%3D6836377

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我也是有底线的