毅力號火星探測器的抗輻射技術
2021-03-19 12:24:49 ADI“毅力”號上包含執行火星探測任務所需的關鍵的63個ADI元器件。ADI市場經理兼應用工程師Kristen Chong表示：“這些部件涉及從RF/μW到運算放大器、從電源管理到數據轉換等多個領域。我們將繼續與NASA/JPL合作，迎接新的太空計劃挑戰。”
ADI與NASA/JPL的合作可以追溯到20世紀80年代初，雙方一直致力于推動突破技術極限，開發關鍵元器件、自定義程序和抗輻射技術。無論其功能是什么，或要執行什么任務，每個元器件都要面對最惡劣的環境條件，包括極端重力、振動、溫度波動和輻射。
圖片由NASA/JPL提供 -Cal Tech：“朱諾”號太空探測器
NASA/JPL的“朱諾”號太空探測器于2011年8月5日發射升空，歷時近5年，穿越深空中的各種極端環境，于2016年7月4日抵達木星周圍的軌道。“朱諾”號探測器的任務是：了解氣體巨行星和其他行星是如何形成的。“在太陽系所有的惡劣輻射環境中，木星可能位居第一”，來自ADI的Kristen Chong表示。“木星的磁層在其范艾倫輻射帶中捕獲了大量輻射，這個量遠遠大于我們行星周圍或太陽系內的其他行星周圍的輻射帶。”這使得“朱諾”號成為一項極具風險的任務，需要大大提高其電子設備的抗輻射性能。”
ADI的AD590S是一種抗輻射溫度傳感器，被用于執行“朱諾”號任務。當宇宙飛船從它所環繞的行星的陰影中出來，然后進入到太陽的直射光線中，溫度范圍時刻都在變化。即使被置于陽光下，宇宙飛船內部面向太陽的一面和背向太陽的一面之間的溫差也會很大。這些溫度波動會對太空探測器內部的集成電路產生顯著但可預測的影響。從溫度傳感器獲取的信息可用于調整和補償宇宙飛船上的溫度變化。
在使用了近20年之后，ADI的ad590仍在繼續收集溫度數據。作為運行記錄的佐證，AD590S被NASA/JPL選中，用來執行2020年度“毅力”號任務。
在地球磁場保護范圍之外飛行的航天器會受到太陽輻射的有害影響。輻射會產生隨機誤差，使處理設備復位，甚至損壞元器件。輻射影響包括：
單粒子效應：單個離子或粒子撞擊設備的特定區域，導致出現各種奇怪現象和誤差。
總電離輻射劑量(TID)：在部件的整個使用壽命期間，電離輻射對部件產生的長期累積效應。TID可能會導致偏移，例如增加某些元器件的供電電流。
位移損傷(DD)：大粒子（例如中子）可以破壞硅芯片的晶體結構，造成物理損傷。
凌力爾特(LTC)以其高性能電源管理系統而聞名，于2017年被ADI收購。LTC工程師前往某些工廠，例如德州農工大學的回旋加速器研究所，與NASA/JPL合作確定適合用于太空環境的部件。他們采用各種各樣的工藝來減輕或增強輻射耐受性。
“當IC無法正常工作時，他們會聯系我們，提出具有挑戰性的問題。我們會派員工前往德克薩斯大學城，解決輻射認證過程中的問題”，ADI現場應用工程師John Guy表示。“有一次，我們最初的元件設計師和FAE一起來檢查輻射測試過程中是否出現了任何異常行為。”當時，該設計師和FAE與NASA/JPL的工程師一起合作，共同分析問題，進行測試，確定它是應用層面的問題還是核心設計問題，并開發出最終的抗輻射產品。
