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歐羅巴快船探測器（Europa Clipper）的工程師們發(fā)現(xiàn)，其機(jī)載晶體管比預(yù)期的更容易受到輻射損傷，從而危及任務(wù)。雖然解決這個問題可能就像更換受影響的部件一樣簡單，但這些部件已經(jīng)封裝在衛(wèi)星內(nèi)的電子艙中。這意味著NASA必須找到新的方法在不打開衛(wèi)星的情況下修復(fù)MOSFET。

歐羅巴快船探測器是為了研究木星的同名衛(wèi)星（木衛(wèi)二名稱歐羅巴）而設(shè)計的。這一發(fā)現(xiàn)是在美國宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗室(JPL)的工作人員(該項目的主要開發(fā)人員)與其他工程師一起參加一個會議時發(fā)現(xiàn)的，他們正在研究一個使用相同設(shè)備的機(jī)密衛(wèi)星項目。他們透露英飛凌提供的MOSFET(金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)存在問題。

Europa Clipper計劃于2024年10月發(fā)射，預(yù)計將進(jìn)行為期六年的旅程。它將在2030年4月開始環(huán)繞木星，并對歐羅巴進(jìn)行約50次飛越研究。然而，木星巨大的體積使其磁場比地球強(qiáng)大約20,000倍。此外，這個氣態(tài)巨星以極快的速度自轉(zhuǎn)，一天僅相當(dāng)于地球上的10小時。這種速度可能會拋出大量帶電粒子，可能損壞敏感的電子設(shè)備。

受影響的MOSFET由英飛凌提供，該公司表示其耐輻射晶體管受到制造工藝變化的影響，有幾個機(jī)密用戶報告了高于預(yù)期的故障率。該公司已解決了這個問題，但在2024年5月之前未能通知NASA，因為公司并不知道NASA將如何使用其晶體管。英飛凌隨后發(fā)布了行業(yè)警報，通知所有可能受故障MOSFET影響的用戶。

麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗室的行星科學(xué)家黛博拉·伍茲說:“幸運(yùn)的是，你碰巧在會議上與人們交談，并了解了這個問題。”

發(fā)現(xiàn)問題只是難題的一部分。因為衛(wèi)星的電子艙去年已經(jīng)封裝，因此需要大規(guī)模拆卸這部分衛(wèi)星，更換受影響的晶體管，并重新封裝電子艙。這可能導(dǎo)致Europa Clipper錯過2024年10月的計劃發(fā)射窗口。

這個發(fā)射窗口至關(guān)重要，因為衛(wèi)星需要在2025年2月接近火星軌道，以便利用火星引力進(jìn)行引力彈弓效應(yīng)返回地球，然后利用地球的引力助推前往最終目的地。盡管如此，如果需要更換受影響的半導(dǎo)體，NASA在2026年之前還有其他備用發(fā)射窗口。

不過，更換英飛凌的晶體管是該機(jī)構(gòu)的最后手段。NASA正在與其供應(yīng)商密切合作，以確定更換將如何影響衛(wèi)星，如何減輕潛在的問題，以及他們是否可以通過原位退火修復(fù)任何失效的晶體管。

退火涉及加熱電子艙，直到內(nèi)部的MOSFET達(dá)到一定溫度，然后逐漸冷卻這些組件，以減少晶體管內(nèi)的應(yīng)力，從而降低設(shè)備故障的可能性。

盡管技術(shù)不斷進(jìn)步，計算機(jī)芯片仍然容易受到輻射影響。目前正在進(jìn)行一些研究，旨在開發(fā)能夠在核反應(yīng)堆中工作的氮化鎵（GaN）半導(dǎo)體。然而，這仍處于早期階段。因此，在這些研究項目取得成果之前，NASA和其他航天機(jī)構(gòu)需要特別注意，確保衛(wèi)星上的電子設(shè)備能夠承受太空飛行的嚴(yán)酷環(huán)境。