Los aspectos térmicos
Hace falta un control térmico: activos o pasivos
Activo:
Calentadores,
Refrigeradores
Sistemas móviles de refrigeración.
Son más complejos que los pasivos y consumen recursos de potencia e incluso de telemedida.
Pasivo:
Acabado de superficies.
Control de los caminos térmicos.
Uso de sistemas de aislamiento: MLI (MultiLayer Isolation
Caloductos
Los aspectos térmicos
Pruebas medioambientales en cámaras de termovacío (TVC).
Se somete el equipo a una serie de ciclados.
Los problemas electromagnéticos
Plataforma formada por múltiples instrumentos
Aparecen interferencias electromagnética (EMI):
Emisiones conducidas
Emisiones radiadas
Susceptibilidad conducida
Susceptibilidad radiada
Diseño de equipos para ser compatibles entre ellos (EMC)
Los problemas electromagnéticos
La supresión de las EMI a varios niveles:
Circuito impreso
Filtrado y aislamiento
Apantallamientos
La puesta a “Tierra”, denominada “grounding”.
Los circuitos impresos
Selección de componentes, más o menos inmunes a las EMI.
Trazado y características de las pistas.
Posicionamiento de componentes.
Planos de tierra y capas de alimentaciones.
Filtrado y aislamiento
Previenen o mitigan la susceptibilidades y emisiones conducidas.
Utilización de ferritas, condensadores, bobinas.
Uso de condensadores pasamuros y de tres polos.
Aislamiento con transformadores y optoacopladores.
El apantallamiento
Equivalentes a los filtros pero para las emisiones y susceptibilidades radiadas.
Apantallamientos de sistemas o partes de circuitos impresos.
Apantallamientos de cables.
“Grounding”
Literalmente consiste en la puesta a “tierra” (plataforma en este caso)
Los más comunes utilizados en espacio son:
Punto único en estrella
Punto múltiple
Punto múltiple con referencia única
Flotante
Punto encadenado
Basura espacial: curiosidades
El resto más antiguo aún en órbita es el segundo satélite estadounidense, el Vanguard I, lanzado el 17 de marzo de 1958 y que funcionó sólo durante 6 años.
En 1965, durante el primer paseo espacial de un estadounidense, el astronauta del Géminis 4, Edward White perdió un guante. Durante un mes el guante estuvo en órbita a una velocidad de 28.000 km / h, convirtiéndose en la prenda de vestir más peligrosa de la historia.
Más de 200 objetos, la mayoría bolsas de basura, salieron a la deriva de la estación espacial Mir durante sus primeros 10 años de vida.
La mayor cantidad de basura espacial creada por la destrucción de una sola nave se debió a la etapa superior de un cohete Pegasus lanzado en 1994. Su explosión en 1996 creó una nube de unos 300.000 fragmentos de más de 4 mm, 700 de los cuales eran lo suficientemente grandes como para ser catalogados. Esta explosión, por si sola, duplicó el riesgo de colisión del Hubble.
Elementos sensible a la radiación
CMOS, circuitos bipolares, µProcesadores.
LED’s y diodos láser.
Optoacopladores, enlaces de fibra óptica.
Sensores (Si, GaAs, células solares)
Cableado y aislantes.
Materiales ópticos.
Detectores (Irm R-X, R-gamma)
Criogenia
Efectos de la radiación
Dosis total de ionización (TID)
Efecto provocado por la exposición durante largo tiempo a la radiación.
Daños por desplazamiento o NIEL (Non-Ionizing Energy Loss).
Desplazamiento de átomos en la red cristalina debido al impacto de partículas.
Efectos de eventos individuales (SEE)
Interacciones individuales que producen daños temporales o permantentes.
Dosis Total de Ionización (TID)
Se mide en Krad(SiO2).
1 Krad equivale a 100 erg/g
Esta relacionada con la generación de pares huecos en los dispositivos MOS.
Produce variación en los voltajes de umbral, formándose o corrientes de fugas o conmutación off-on a 0 V
Los efectos de eventos individuales (SEE)
La transferencia de energía lineal (LET):
Cantidad de carga en por unidad de longitud
Se mide en MeV.cm2/mg
El umbral de LET nos indica la inmunidad a los eventos individuales
Pueden ser destructivos o no destructivos
SEE: efectos no destructivos
Efectos individuales de cambio de estado SEU.
Efectos múltiples de cambio de estado MBU.
Efecto individual de interrupción funcional.
Suceso individual de transitorio, SET. Se da en circuitos analógicos
Suceso individual de perturbación, SED.
SEE: efectos destructivos
Suceso simple de latchup, SEL. Muy peligroso
Suceso simple de quemado, SEB.
Suceso simple de snapback, SESB.
Suceso simple de ruptura de puerta, SEGR.
Mitigación de los efectos de la radiación en el Espacio
Impedir los problemas:
Utilización de escudos protectores
Colocación adecuada de los instrumentos
Uso de componentes endurecidos a radiación.
Diseño de sistemas tolerantes a fallos: redundancias
Circuitos tolerantes a SEU
Las redundancias
Dos categorías principales:
Activas
No requieren de elementos externos de detección de fallo.
Toman de manera autónoma de conmutar el elemento erróneo.
Stand-by
Necesitan elementos externos de detección de fallos.
La conmutación del elemento erróneo es inducida de manera remota.
Correctores de SEU
El SEU es característico de Flip-Flops y memorias (bit-flip).
Se utilizan detectores y/o correctores:
Detección de paridad
Chequeo de redundancia cíclica (CRC)
Codificación Hamming
El EDAC: Error Detector And Corrector es uno de los más usados.
En Giada se implementó en una FPGA.
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