Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2019. Т. 16. № 5. С. 85-96
Воздействие радиации космического пространства на функционирование приборов БОКЗ при их длительной эксплуатации
Р.В. Бессонов
1 , А.А. Кобелева
1 , А.Н. Куркина
1 , А.К. Малков
1 , А.А. Форш
1 1 Институт космических исследований РАН, Москва, Россия
Одобрена к печати: 04.10.2019
DOI: 10.21046/2070-7401-2019-16-5-85-96
Работа посвящена обзору событий, вызванных влиянием радиационных факторов космического пространства на приборы звёздной ориентации семейства БОКЗ. Данные приборы получили широкое распространение и на текущий момент имеют общий налёт более 2,8 млн ч в космосе. Столь продолжительная наработка, естественно, сопровождалась событиями и эффектами, вызванными влиянием космической радиации. В статье описываются эффекты, которые могут происходить в приборах БОКЗ при их работе в космосе. Показано, что основное влияние космической радиации при длительной эксплуатации приборов в космосе вызвано структурными повреждениями в ПЗС приборов. Для околоземных космических аппаратов структурные эффекты возникают в основном вследствие воздействия протонов, захваченных радиационными поясами Земли, и поэтому доза структурных повреждений очень сильно зависит от орбиты спутника. В статье описываются результаты анализа данных с девяти космических аппаратов, расположенных на различных орбитах. Кроме того, приводятся результаты радиационных испытаний ПЗС- и КМОП-матриц на воздействие ионизационного облучения, а также тяжёлых заряженных частиц и высокоэнергетичных протонов. В статье приводятся методы минимизации влияния радиации на фоточувствительные матрицы приборов БОКЗ.
Ключевые слова: прибор звёздной ориентации, радиационная стойкость, эффекты космического пространства
Полный текстСписок литературы:
- Аванесов Г. А., Акимов В. В., Воронков С. В. Исследование влияния заряженных частиц на функционирование астронавигационных приборов // Изв. вузов. Приборостроение. 2003. Т. 46. № 4. С. 79–83.
- Аванесов Г. А., Акимов В. В., Воронков С. В. Радиационные испытания электронных компонентов астроприборов при низких мощностях дозы // 7-я Всерос. научно-техн. конф. «Радиационная стойкость электронных систем ― Стойкость-2004»: сб. тр. 2004. С. 105–106.
- Белинская Е. В., Кобелева А. А., Сметанин П. С., Эльяшев Я. Д., Черняк М. Е. Сравнение эффектов структурных повреждений в матрицах КМОП и ПЗС, применяемых в звёедных датчиках, на примере CMV4000 и ФППЗ «Лев-4» // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2018. Т. 15. № 6. С. 119–130.
- Кобелева А. А., Эльяшев Я. Д., Бессонов Р. В., Куделин М. И., Аванесов Г. А., Форш А. А. Результаты испытаний фотосенсоров CMV20000 на стойкость к воздействию ионизирующих излучений космического пространства // 5-я Всерос. научно-техн. конф. «Современные проблемы ориентации и навигации космических аппаратов»: сб. тр. Таруса. 5–8 сент. 2016. М: ИКИ РАН, 2017. С. 154–162.
- Котов Ю. Д. Радиационные эффекты в ПЗС матрицах, вызываемые однократным взаимодействием нейтронов // Научная сессия МИФИ-1999. Ч. 6. Автоматика. Микроэлектроника. Электроника. Электронные измерительные системы. 1999. С. 97–98.
- Sirianni М., Mutchler М., Lucas R. A. Hot Pixels Growth in ACS CCDs // The 2005 HST Calibration Workshop Hubble after the Transition to Two-gyro Mode, Proc., Space Telescope Science Institute. Baltimore, Maryland. 26–28 Oct. 2005 / eds. A. M. Koekemoer, P. Goudfrooij, L. L. Dressel. National Aeronautics and Space Administration, Goddard Space Flight Center, 2006. Р. 45–51.
- Xue Y., Wang Z., Chen W., Liu M., He B., Yao Z., Sheng J., Ma W., Dong G., Jin J. Proton Radiation Effects on Dark Signal Distribution of PPD CMOS Image Sensors: Both TID and DDD Effects // Sensors. 2017. V. 17(12). P. 2781.