Статья содержит результаты анализа одиночных эффектов (ОЭ), вызываемых ионизирующими излучениями космического пространства, в интегральных микросхемах (ИМС) в составе аппаратуры, устанавливаемой на космических аппаратах информационного обеспечения, которые функционируют на круговых солнечно-синхронных орбитах. Для решения поставленных задач проводится расчёт частоты и вероятности одиночных сбоев и отказов в ИМС с различными уровнями стойкости. The article provides the analysis of single event effects caused by space ionizing radiation in integrated circuits in equipment onboard of information spacecraft in circular solar synchronous orbit. The calculation of frequency and probability of single upsets and failures in the integrated circuits with various hardness levels is given.
The paper reports the results of cooperation between the Institute of Biomedical Problems (IBMP / RAS) and Lavochkin Science and Production Association (Lavochkin NPA /ROSKOSMOS) in building the Mars landing modules. To comply with the mandatory planetary protection requirements, guidelines for specific stages of spacecraft assembly were developed and adopted. These include innovative procedures of cleaning, sterilization, etc. with account of specifics of each assembly and testing process. Data of the microbiological monitoring evidence for effectiveness of the procedures.
Расчёт характеристик радиационного воздействия при эксплуатации перспективных луноходов на поверхности Луны предполагает комплексное исследование как радиационной стойкости (РС) бортовых устройств, так и радиационной безопасности экипажа. Анализ РС аппаратуры лунохода был представлен в работе (Власенков Е.В. и др., 2019), а воздействие на космонавтов при работе с луноходами, оснащёнными радиоизотопными источниками тепла (РИТ), – в работе (Власенков Е.В., Хамидуллина Н.М., 2023). В настоящей статье рассматривается воздействие космического пространства и ионизирующего излучения бортовых радиоизотопных источников электроэнергии, по мощности излучения существенно превышающих РИТ, на организм космонавта. Расчёты основаны на типовом сценарии строительных работ при создании лунной базы в соответствии с мировыми тенденциями освоения Луны, их результаты позволяют определить основные источника радиационной опасности и допустимое время работы для космонавтов при непосредственной эксплуатации лунохода Calculation of the radiation exposure characteristics during the operation of promising lunar rovers on the Moon surface involves a comprehensive study of both the radiation hardness(RH) of on-board devices and the radiation safety of the crew. An analysis of the lunar rover equipment RH was presented in (Vlasenkov E.V. et al., 2019), and the effect on cosmonauts when working with lunar rovers equipped with radioisotope heat units (RHU) was presented in (Vlasenkov E.V., Khamidullina N M., 2023). This article examines the effect of ionizing radiation from outer space and on-board radioisotope energy sources, whose radiation power is significantly higher than RHU, on cosmonauts' organisms. The calculations are based on a typical scenario of lunar base creation in accordance with global lunar exploration trends; their results make it possible to determine the main sources of radiation hazard and the permissible working time for cosmonauts’ lunar rover in-situ operation
High-intensity UV flows can be used for deep decontamination of irregular shaped open surfaces of automatic spacecrafts. Procedures and conditions for elimination of UV-tolerant spore bacteria from different materials (polymers, photosensitive matrixes, semiconductors, metals etc.) were defined experimentally. Level of surface contamination that can be eliminated completely by xenon UV light source UIKb-01 Alfa was established.
В статье представлены результаты расчёта характеристик структурных повреждений (эффектов смещения), а именно эквивалентных флюенсов и неионизационной дозы от протонов, электронов и нейтронов космического пространства при полете космического аппарата (КА) по орбите типа «Молния». Проведено сравнение полученных результатов с типичными значениями стойкости изделий электронной компонентной базы (ЭКБ) к структурным повреждениям, а также дана оценка толщин массовых защит, при которых эффектами смещения нельзя пренебрегать The article presents the results of calculating the characteristics of structural damage (displacement effects), namely, the equivalent fluences and non-ionization doses from protons, electrons and neutrons of space during the flight of a spacecraft in an orbit of the Molniya - type. The obtained results are compared with typical values of the hardness of electronic components to structural damage, and an assessment is made of the mass protection thicknesses at which displacement effects cannot be neglected.
Определение работоспособности бортовой аппаратуры (БА) при воздействии ионизирующих излучений космического пространства (ИИ КП) невозможно без корректного прогнозирования радиационных условий полёта космических аппаратов (КА) и создаваемых ими эффектов (дозовых и одиночных) на стадии проектирования. Исследование же нештатных ситуаций в период полёта желательно проводить на основании экспериментально полученных показаний приборов радиационного мониторинга – спектрометров и дозиметров. Анализ дозового эффекта, а именно определение дозовых нагрузок на бортовые устройства и аппаратуру – актуальная задача при отсутствии на борту дозиметрических приборов. Настоящая статья содержит результаты расчёта поглощённых доз по данным о потоках заряженных частиц (электронов и протонов), измеренных детекторами спектрометров, расположенных на КА, совершающего полёт по орбите типа «Молния». Сравнение полученных результатов с модельными прогностическими оценками дозовых нагрузок показало хорошую сходимость экспериментальных и модельных данных по поглощённым дозам Determining the operability of onboard equipment (OE) under the influence of space ionizing radiation (SIR) is impossible without correct prediction of the radiation conditions of spacecraft (SC) flight and the effects they create (dose and single events) at the design stage. Analysis of emergency situations during the flight is desirable to be carried out on the basis of experimentally obtained readings of radiation monitoring devices - spectrometers and dosimeters. The analysis of the dose effect, namely, the determination of dose loads on on-board devices and equipment is an urgent task in the absence of dosimetric instruments on board. This article contains the results of the calculation of absorbed doses based on data about the fluxes of charged particles (electrons and protons) measured by the spectrometers of the spacecraft flying in a Molniya-type orbit. Comparison of the obtained results with model prognostic estimates of dose loads showed good convergence of experimental and model data on absorbed doses
Анализ радиационного воздействия при эксплуатации луноходов на Луне предполагает комплексное исследование радиационной стойкости (РС) бортовых устройств и аппаратуры, и радиационной безопасности экипажа. Вопросы РС лунохода были подробно освещены в работе (Власенков Е.В. и др., 2019). В настоящей статье рассматриваются уровни радиационного воздействия ионизирующего излучения космического пространства и радиоизотопных источников, расположенных на борту лунохода, на организм космонавта. Расчёты основаны на типовом сценарии строительных работ при создании лунной базы в соответствии с мировыми тенденциями освоения Луны и выполнены с применением трёхмерных моделей перспективных луноходов и разработанного программного комплекса, позволяющего учитывать вклад искусственных радиоизотопных источников и космического излучения. Результаты расчёта позволяют оценить уровень радиационной опасности для космонавтов и допустимое время их работы при непосредственной эксплуатации лунохода на поверхности Луны An analysis of the radiation impact during the operation of lunar rovers on the Moon involves a comprehensive study of both the radiation hardness (RH) of on-board devices and equipment, and the radiation safety of the crew. The RH issues of the lunar rover were presented in detail in the work (Vlasenkov E.V. et al., 2019). This article discusses the exposure levels of ionizing radiation from space and radioisotope sources located on board the lunar rover on the astronaut's body. The calculations are based on a typical scenario of construction work during the creation of a lunar base in accordance with the global trends in the exploration of the Moon and are performed using three-dimensional models of promising moon rovers and a developed software package that allows taking into account the contribution of both artificial radioisotope sources and cosmic radiation. The results of the calculation make it possible to estimate the level of radiation hazard for astronauts and the permissible time of their work during the direct operation of the lunar rover on the surface of the Moon
This paper contains the results of calculation of the rate and number (probability) of random single event effects (upsets and failures) in radio electronic equipment (REE) caused by space ionizing radiation during an interplanetary flight of a spacecraft. Based on the analysis of the results, the criteria for the selection of upset-resistant and failure-resistant integrated circuits in the onboard electronic equipment were determined.
Настоящая статья содержит результаты расчёта частоты и числа (вероятности) случайных одиночных эффектов (сбоев и отказов) в радиоэлектронной аппаратуре, вызываемых потоком нейтронов от бортовых радиоизотопных источников тепла (РИТ) в период межпланетного полёта космического аппарата с посадкой на Марс. Проведено сравнение с аналогичными характеристиками одиночных эффектов, создаваемых ионизирующими излучениями космического пространства (протонов, тяжёлых заряженных частиц и нейтронов СКЛ и ГКЛ), и показано доминирование влияния РИТ над фоновыми космическими условиями. This article contains the results of calculation of the rate and number (probability) of random single event effects (upsets and failures) in radio- electronic equipment caused by the neutron flux from onboard radioisotope heat units (RHU) during an interplanetary flight of a spacecraft with landing on Mars. The comparison is made with similar characteristics of single effects created by space ionizing radiation (protons, heavy charged particles and neutrons from SEP and GCR), and the dominance of the RHU influence under background space environment is shown.
Abstract—Radiation conditions on the flight path and aboard the spacecraft for studying three main-belt asteroids are discussed. Differential energy spectra of charged particles on the flight trajectory and the doses absorbed at the locations of onboard spacecraft equipment are calculated. Based on the calculated results, recommendations are made regarding the radiation resistance of components of electronic radio equipment (ERE).
The paper reports testing and selection of appropriate disinfectants against the entire spectrum of bacteria and fungi detected in clean assembly rooms of organizations cooperating in the ExoMars-2020 project. As a result, we chose and recommended two agents to be used for decontamination of assembly room interiors, namely EKOR (Novodez, Russia) and Litosanit (Satellit, Russia).
Настоящая статья содержит результаты расчёта частоты и числа (вероятности) случайных одиночных эффектов (сбоев и отказов) в радиоэлектронной аппаратуре (РЭА), вызываемых ионизирующими излучениями космического пространства в период межпланетного полёта космического аппарата. На основании анализа полученных результатов определены критерии отбора сбое- и отказоустойчивых интегральных микросхем в бортовой РЭА This article contains the results of calculation of the rate and number (probability) of random single event effects (upsets and failures) in radio electronic equipment (REE) caused by space ionizing radiation during an interplanetary flight of a spacecraft. Based on the analysis of the results obtained, the criteria for the selection of fault-resistant and failure-resistant integrated circuits in the on-board electronic equipment were determine
The dose effect on the onboard equipment of the lunar rover from ionizing radiation from outer space and from radioisotope sources intended for providing the thermal regime of the spacecraft in a lunar night are considered. Calculations are made to determine the requirements for radiation hardness of devices and their components, as well as the possibility of using the instrumentation reserve developed for the current Moon research projects in a prospective mission with a lunar rover.
В статье рассматриваются радиационные условия на траектории полёта и на борту космического аппарата для исследования трёх астероидов главного пояса. Проведены расчёты дифференциальных энергетических спектров потоков заряженных частиц на траектории полёта, а также локальные поглощённые дозы в местах расположения бортовой аппаратуры КА, на основе чего сделаны рекомендации по радиационной стойкости комплектующих электрорадиоизделий (ЭРИ). The article deals with the radiation environment on the mission trajectory and onboard of spacecraft for research three asteroids of main belt. Calculations of the differential energy spectra of charged particle fluеnces on the flight trajectory, as well as local absorbed doses at the locations of the spacecraft onboard equipment, were carried out, on the basis of which recommendations were made for the radiation hardness of electronic components.
The paper presents the experimental justification of sterilizing γ-radiation doses for microorganisms isolated from clean rooms used to assemble the ExoMars descant module (DM). The dominant microorganisms in the clean rooms include radiation-resistant spore forming Bacillus species. Optimal sterilization doses were sought for by irradiation of a DM mockup element and bio-indicators representing the radiation-resistant strains. As a result, exposure to fractionated γ-sterilization with the absorbed dose of 25 ± 2 kGy from two sides of the element was defined as the most effective.
In this paper, we calculate the equivalent flux and nonionization dose of neutrons emitted by plutonium dioxide-based radioisotope thermal blocks (TBs) mounted as assemblies on the landing module (LM) of the spacecraft (SC) Exomars-2020. These parameters characterize the nonionization interaction of neutrons with materials of modern integrated circuits (ICs), the so-called displacement effects or structural damage. As an example, an assessment was performed for Russian devices installed on the LM at minimal distances from the TB assemblies. The results are compared with typical values of IC resistance to structural damage. The sizes of the characteristic areas of the device location on the LM, where displacement effects in the IC components cannot be neglected, and moreover, can cause device failure, are also determined.
В статье рассматривается дозовое воздействие на бортовую аппаратуру лунохода от ионизирующего излучения космического пространства и от радиоизотопных источников, предназначенных для обеспечения теплового режима КА в условиях лунной ночи. Расчёт произведён с целью определения требований к радиационной стойкости приборов и их комплектующих, а также возможности применения в перспективной миссии с луноходом приборного задела, разработанного для актуальных проектов исследования Луны. The article discusses the dose effect on the onboard equipment of the lunar rover (Lunokhod) from the ionizing radiation of outer space and from radioisotope units intended to ensure the SC thermal regime in a moonlit night. The calculation is made to determine the requirements for radiation hardness of devices and its elements, as well as the possibility of using the instrumentation developed for current Moon research projects in a prospective mission with a lunar rover.