¿Es factible diseñar una computadora de vuelo para una pequeña nave espacial CubeSat destinada a la órbita lunar que esté controlada exclusivamente por uno o más procesadores no resistentes a la radiación? ¿Cuáles son las principales consideraciones de diseño para hacer que una arquitectura de este tipo sea tolerante a la radiación, sin utilizar componentes especiales endurecidos por radiación?
¿Cuál sería el riesgo esperado de perturbaciones de un solo evento y efectos de la dosis ionizante total en un período de un año?
¿Qué tipo de redundancia o esquema de votación, si lo hubiera, se recomendaría para los procesadores?
Sí, probablemente sea posible, pero para determinar enfoques factibles específicos se necesita más información sobre su misión. Preguntas clave:
¿Qué es la transferencia y la órbita operativa? Esta información es necesaria para hacer predicciones analíticas sobre la probabilidad de efectos de un solo evento (SEE) y la dosis ionizante total (TID) en función del tiempo de la misión. Buena visión general de la radiación de JHU.
¿Qué protección, si la hay, proporciona la nave espacial más grande? El blindaje reduce los entornos derivados a aquellos que el procesador y otros componentes electrónicos susceptibles realmente verán.
¿Qué tipo de computadora se requiere? Los requisitos clave incluyen operaciones por segundo, memoria, almacenamiento, etc. Los diferentes tipos de componentes y tecnologías responden de manera diferente a los entornos de radiación. Sus requisitos de rendimiento pueden descartar tipos completos de tecnología.
¿Cuándo necesita funcionar su computadora? ¿Está encendido durante el lanzamiento, el tránsito a través de la Anomalía del Atlántico Sur, los cinturones de Van Allen u otras áreas localizadas de entornos de alta radiación? Probablemente sea una misión más fácil si solo se enciende una vez que alcanza la órbita lunar.
Probablemente otros me estoy olvidando que agregaré en función de los comentarios.
Ahora que hemos enumerado algunas complejidades, eliminemos eso alegremente y hablemos de una arquitectura potencial. Específicamente desea un procesador que no esté endurecido por radiación, pero hay una variedad de otros enfoques de tolerancia a la radiación que puede usar.
Más blindaje. Esta vez alrededor de la computadora o el procesador. El aluminio es un material de escudo bueno, barato y liviano. El tantalio es otro material de protección de alto rendimiento.
Reducción de calificación. Utilice componentes por debajo de sus valores especificados. Esto los hace tolerar más la radiación. MIL-STD-975M tiene un consejo de reducción de calificación.
Votación. Tenga múltiples copias de sus componentes más susceptibles (probablemente procesadores o memoria) que voten para determinar la verdad. Las EEPROM votadas pueden ser una buena manera de almacenar un maestro de oro de información clave que se puede restaurar si la memoria de detección de errores encuentra un bit invertido que no puede reparar.
Temporizadores de vigilancia. El bloqueo es un modo de falla de radiación del que se puede recuperar mediante un ciclo de energía. Tenga un temporizador de vigilancia analógico robusto que no sea susceptible a la radiación y que el procesador deba acariciar periódicamente. Si el procesador se cuelga, el temporizador restablece la energía para borrar los pestillos. Por supuesto, esto requiere que su misión sea sólida para que la computadora se apague un poco mientras se reinicia.
Si no puede hacer que la computadora se apague, es posible que desee un procesador redundante que se ejecute en un modo oculto y una conmutación por error automática a la computadora secundaria.
Deberías probar los mocos de todo esto.
C. Towne Springer
cosmo harrigan
Adán Wuerl
cosmo harrigan
pyme