¿Cómo se protege la electrónica de cubesat contra los efectos de la radiación en LEO?

Tengo curiosidad por conocer las diversas formas en que la electrónica de cubesat se puede proteger de los efectos de los rayos cósmicos o los eventos solares mientras se encuentra en LEO. ¿Cuán diferentes son los componentes utilizados en cubesats de algunos tableros comerciales como Arduino o Raspberry Pi, por ejemplo?

qué tan diferentes son esos dispositivos electrónicos de algunos tableros estándar como Arduino o Raspberry Pi. Esa parte no se puede responder. Los constructores de Cubesats usan todo tipo de cosas, según sus objetivos.
'qué diferente' - está en el contexto de la protección radiológica.
Creo que "Esa parte no se puede responder" podría ser un poco exagerado. Probablemente haya soluciones comerciales para computadoras COTS resistentes a la radiación en cubesats que se han desplegado en el espacio, y cubesats con computadoras sin protección contra la radiación, ejemplos con redundancia y ejemplos sin ella. Entonces, aunque sería difícil escribir una respuesta que dé cuenta de cada cubesat, ciertamente hay tendencias que se pueden citar. En cuanto a Raspberry Pi, ¿ve Raspberry Pis en el espacio? para ejemplos, y una pequeña discusión de cambios de bits.
¿Estás seguro de que están protegidos en absoluto? Los Cubesats generalmente se implementan en LEO, donde su vida útil es de ~ meses en el mejor de los casos, por lo que no veo por qué los constructores invertirían en endurecimiento por radiación.
Los Cubesats a menudo experimentan reinicios relacionados con la radiación (este artículo estima una vez cada 3 semanas ), según la misión que podría plantear un problema.
Creo que un FPGA donde las partes dañadas del chip podrían identificarse (por ejemplo, mediante sumas de verificación) y un código modificado, ignorando la parte dañada, volvió a aparecer en el chip.

Respuestas (1)

El blindaje contra la radiación en un cubesat (y una nave espacial en general) es algo complicado porque el blindaje contra la radiación agrega principalmente factores negativos al satélite. En general, cuanto más pesado sea el blindaje y más grande sea, mejor funcionará. Obviamente, ambos son imposibles para un satélite que se supone que es lo más ligero y pequeño posible. Esto, combinado con los tiempos de misión frecuentemente cortos de los cubesats, significa que a menudo no hay protección física contra la radiación.

En cambio, el blindaje contra la radiación en satélites pequeños se realiza con software, electrónica y redundancia. Por ejemplo, al tener varias computadoras, se puede detectar fácilmente una sola falla y esa computadora se puede diagnosticar y manejar.

Las funciones electrónicas también actúan para manejar los eventos de radiación. La computadora Cube que vende la tienda cubesat tiene múltiples características de resistencia a la radiación. Por ejemplo tiene:

Protección SEU mediante un EDAC basado en FPGA

Protección SEL detectando y aislando corrientes de bloqueo

Vigilancia interna y externa para mayor confiabilidad

SEU (alteración de evento único) y SEL (latchup de evento único) son eventos que podrían activarse debido a una interacción de partículas con el procesador. Un proceso de vigilancia es un proceso que generalmente está separado del programa principal y "observa" para asegurarse de que nada salga mal. Si detecta un problema, generalmente fuerza un reinicio u otra contramedida. Tener un perro guardián interno y externo significa que el procesador tiene un perro guardián incorporado, pero que también hay un chip separado que ejecuta un proceso de perro guardián.

Probablemente los cubesats más prolíficos hasta la fecha, el par MarCO, no tienen ningún blindaje adicional contra la radiación, pero de manera similar a la "Computadora Cubo", tenían contramedidas electrónicas y digitales para eventos de radiación, como un "sistema de vigilancia en cascada" y afirman que "el la radio ha sido diseñada para ser tolerante a la radiación". La tolerancia a la radiación incluye una variedad de características físicas (materiales de chips) y lógicas.

Muy buena respuesta! ¿Hay alguna forma en que la memoria (tanto RAM como FLASH) pueda diseñarse, administrarse u operarse para que sea más tolerante a la radiación? ¿O puede la memoria magnética proporcionar cierta tolerancia?
@ Eviatar.E excelente trabajo!
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