Современная электроника №9/2024

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 53 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2024 ной солнечной световой энергии, но не очень хорошо. Применяют также технологию нагрева излучателя отра- жённым излучением Солнца в фокусе антенны. Элементы СБ (в форме пла- стинок) сделаны из арсенид-галлия с дополнительными теплоотводящи- ми покрытиями. Материал отражаю- щего диэлектрика имеет германиевое покрытие на полиамидной плёнке. Коэффициент излучения (ε) с обрат- ной относительно солнечной стороны близок к «1». Чтобы вникнуть в про- блематику и особенности экранов СБ иностранного производства, можно изучить материалы в [11]. На рис. 16 показан адаптер – алюми- ниевый или углепластиковый конус с механизмами разделения. Узкой частью адаптер стыкуется к нижней панели КА, а широкой – к раз- гонному блоку или ракете-носителю (РН). При срабатывании системы раз- деления адаптер отделяется от ниж- ней поверхности и остаётся на РН, а спутник «летит» дальше. Срабаты- вание систем разделения является причиной ударных воздействий на оборудование КА, одного из типов кри- тичных механических воздействий. Автономность РЭА и критичные условия эксплуатации Она обеспечена в многофакторном понимании. Каждый электронный датчик состояния имеет серийный номер и отслеживается компьютерной системой по таким параметрам, как ток, напряжение, температура и др. Защита электронных модулей и плат обеспечивается по двум направлени- ям: аварийное отключение доменов питания и отключение периферийных устройств. Причём любой случай отка- за РЭА на борту (при восстановлении параметров) хоть и фиксируется, но не приводит к остановке эксплуатации устройства, а каждый «двойной отказ» (повторный) ведёт к запуску системы дублирования и сокращению функ- ционала повреждённого устройства. Как в области функционала РЭА, так и софта в аварийной ситуации обеспе- чивается автоматическое переключе- ние режимов (активация безопасного режима) с предотвращением некон- тролируемых действий. Самовосста- новление и дублирование повреж- дённой РЭА связано с активацией области памяти «с образами» и той же конфигурацией. Первое предполагает использование разных (резервных) модулей памяти. При этом модуль- ная система постоянно контролиру- ет и тестирует электронную память на износ, а наличие резервного загруз- чика обеспечивает обновление ПО – в случае надобности. В РЭА космического назначения наи- более критичными и быстро дегра- дирующими компонентами считают аккумуляторы, пластиковые разъёмы (ПВХ), реле и переключатели, кабели и шлейфы с пластиковой изоляцией, кремниевые солнечные панели – бата- реи (СБ) и оборудование, связанное с пневмо- и механической составляю- щей. Из рисковых опасностей можно отметить наиболее существенные: возможные механические повреж- дения критичной инфраструктуры КА мощным потоком космического мусора, частиц и тяжёлых фрагмен- тов (ядер), и второе – радиационная активность звезды по имени Солнце. Особенно опасна для людей (в космо- се) и РЭА накопленная (аккумулиру- емая) радиация. Это один из главных рисковых факторов для современ- ной электроники в космосе. Поэто- му используется радиационностой- кое оборудование или средства РЭА в специально защищённых корпусах. В части дискретных элементов и микросборок опасно попадание «тяжё- лой» заряженной частицы, что приво- дит к пробою элемента. Сборки солнечных батарей для КА Источник всей внешней энергии – это Солнце. Прямой поток солнечного излучения примерно равен 1400 Вт/м². Он колеблется в зависимости от рас- стояния от Земли до Солнца в тече- ние года: по известным значениям, 1322 Вт м² минимум и 1414 Вт/м² мак- симум. Конвекция, как вид теплопере- дачи в условиях космоса, исключает- ся: современные спутники делаются негерметичными, как и большинство приборов внутри. Так и легче, и надёж- нее. При этом кондуктивный тепло- обмен возможен только внутри спут- ника, сбросить тепловую мощность в окружающее пространство можно только излучением. По этой причи- не уместно задействовать рефлекто- ры. Солнечные элементы для КА пред- полагают высокую эффективность, поэтому в современных солнечных элементах используется технология тройного и четверного перехода, при которой слои буквально «выращива- ются» на германиевой подложке. Как пример инженерных решений для РЭА космического назначения с высоким уровнем интеграции уместно рассма- тривать продукцию Space Assemblies. Сборки на основе высокоэффектив- ных солнечных элементов дополни- тельно оснащены защитными стё- клами и межблочными разъёмами. Солнечный элемент с тройным пере- ходом и площадкой 8×8 см² представ- лен на рис. 17. Согласно техническому паспорту изделия HNR 0005906-01-00 сборка сол- нечных элементов с тройным перехо- дом типа 3G30A 8×8 реализована на подложке InGaP/GaAs/Ge, что обеспе- Рис. 15. Структура ЭВТИ Рис. 16. Типичный адаптер космического аппарата Рис. 17. Солнечная батарея с тройным переходом и площадкой 8×8 см