商业航天元器件抗辐射性能保证研究

从商业航天应用的需求出发,围绕商业航天"低成本、低风险"的要求,结合航天任务本身"高技术、高风险、高投入"的特点,分析了近地轨道中不同高度、倾角下的辐射环境,给出了LEO轨道空间辐射环境需求。基于商业航天应用特点和辐射可靠性要求,建立了卫星元器件抗辐射保证的技术流程,提出了近地轨道卫星元器件抗总剂量效应、抗单粒子效应和抗位移效应的辐射指标要求。结合不同工艺结构器件辐射敏感性特征,给出了空间不同辐射效应评估的关重点及内容要求。针对卫星核心部位的关键元器件,给出了辐射风险分析和相应的抗辐射保证措施。通过某卫星型号的抗辐射保证实践,验证了该保证流程和评估技术要求。最后给出了商业卫星辐射指标以及抗辐射保证建议。     

基于FPGA架构的高可靠在轨重构系统设计

航天设备与地面设备相比,制造成本高,对空间环境的适应性要求也高。为了延长航天器寿命,提高其在轨工作的可靠性,需要考虑航天器在空间环境下的可维护性需求。针对航天资产在轨软件实现功能维护的需求,研究空间环境应用背景下的高可靠在轨可重构技术。基于FPGA芯片在航天器领域中应用的广泛性、灵活性及可靠性,设计了一种FPGA架构下的高可靠在轨重构系统。该系统的优势在于充分利用星载设备中普遍使用的“SRAM型FPGA+反熔丝FPGA”的硬件架构,在实现SRAM型FPGA动态刷新功能的基础上仅通过软件更改来增加在轨重构功能,极大降低了硬件更改的成本,扩展了可重构功能的应用范围。在某航天器星载设备中应用该在轨重构系统,通过实际飞行经历,验证了该架构系统设计方案的可行性、可扩展性及可靠性。     

反熔丝FPGA器件真空发热及散热措施

航天电子元器件工作于真空环境时,必须格外考虑其发热及散热问题.文章对某反熔丝FPGA器件工作于真空环境时温度与功耗的关系及散热措施进行研究.通过热真空试验得到该器件不同散热措施及PCB条件下的发热及散热情况数据,并依据数据分析给出其在真空环境下的散热措施建议.该器件采用了带热沉的陶瓷四侧扁平208引脚封装(CQFP20...     

载人航天可靠性与空间环境试验

文章通过对国外载人航天事故统计,分析各种空间环境条件对航天器及航天员的影响,阐述了空间环境试验对提高载人航天可靠性的重要意义,提出为了提高载人航天的可靠性,应进行充分和严格的空间环境模拟试验。     

高温SiC器件及其集成电路在空间电子领域应用展望

金星、火星等行星空间探索对航天器电子学系统耐高温、抗辐照、抗腐蚀性等提出了严峻挑战。极低温电子学和高温电子学是近年来深空探索中的强烈需求。文章主要阐述高温SiC集成电路的起源,数字、模拟和功率IC的发展历程和研究现状。重点综述分析了高温SiC集成电路设计方法和流片验证的两条技术途径：首先,基于多层外延制造工艺的BJT器件单元及其双极集成电路;其次,基于离子注入掺杂工艺的互补单元及其CMOS集成电路。在此基础上还进一步介绍了高温SiC传感芯片、BCD功率IC及功率模块的应用可靠性验证。目前国际研究现状展示了SiC BJT和CMOS IC研制中大学学术界和半导体企业界的协同创新格局。最后展望了其在深空探索中的潜在应用及其面临的挑战性。本综述对国内研制空间环境用宽禁带半导体SiC高温集成电路及其电子学系统具有借鉴价值。     

一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固设计与试验评估

总剂量效应是制约COTS器件空间应用的主要因素之一。为满足空间应用对电子系统高性能、小型化及抗辐射的需求,对一种基于COTS器件的SiP微系统的抗总剂量效应加固方案进行设计,采用模型分析与地面试验结合的方法对微系统的抗总剂量辐射能力进行评估。该评估方法将微系统作为设备与器件的一种结合体,先按照设备进行整体模型评估,后按照器件进行试验评估,提高了评估的效率,具有较强的工程实用价值。⁶0Co γ射线辐照试验结果表明：加固后SiP微系统的抗总剂量能力不低于150 krad(Si),可以满足相关任务应用需要。该微系统的抗总剂量效应加固设计和总剂量效应评估方法可为相关微系统研制提供参考。     

电子设备的抗振动设计

本文通过对电路板、无器件的固有频率和模态的分析，讨论了电子设备的振动问题。通过结构的优化设计，提高设备的抗振动强度以及环境适应性和可靠性。     

俄罗斯有关有机聚合物材料空间环境稳定性试验标准简介

概述了有机聚合物材料在航天领域的应用及空间环境因素对材料的作用。介绍俄罗斯在有机聚合物材料空间环境稳定性试验方面制定的术语标准、试验标准、辐射稳定性评估标准等一套统一试验要求的标准。     

智能手机商用货架技术在低成本卫星中的应用前景

文章研究的目的是针对目前智能手机技术的飞速发展，开展智能手机商用货架技术在低成本卫星上的应用前景研究。结合目前美国宇航局和英国萨瑞公司先后发射的手机卫星，将手机相关先进技术应用到航天任务中，开展了智能手机中央处理器技术、数字射频技术、导航芯片和能源管理技术等最新进展调研，并与当前航天使用的相关技术进行对比，对其在卫星上的应用前景进行了分析。通过分析得出结论：开展智能手机先进技术在卫星上的应用，重点要突破智能手机商用货架技术在卫星上的应用研究。通过对合格的商用货架器件进行进一步的评价筛选，开展热真空温度环境测试、寿命试验、结构分析、抗辐照评估后，确定该器件能否适用于空间卫星研制。最终得出研究结论：智能手机使用的商用货架技术在低成本卫星上的应用，对于提高卫星产品的技术水平具有重要的创新意义。     

提高CQFP封装器件加工的工艺可靠性试验

CQFP 封装器件已经应用于航天电子产品,但出现了引脚脱焊和断裂等问题。针对此类问题,文章对 CQFP 封装器件焊接、敷形涂覆和粘固进行了工艺研究,并进行了热真空、热循环、振动等可靠性试验进行验证,确定试验中的工艺方法可行、可靠,可以用于航天器的电子产品。     

Reliability analysis and utilization of PEMs in space application

More and more plastic encapsulated microcircuits (PEMs) are used in space missions to achieve high performance. Since PEMs are designed for use in terrestrial operating conditions, the successful usage of PEMs in space harsh environment is closely related to reliability issues, which should be considered firstly. However, there is no ready-made methodology for PEMs in space applications. This paper discusses the reliability for the usage of PEMs in space. This reliability analysis can be divided into five categories: radiation test, radiation hardness, screening test, reliability calculation and reliability assessment. One case study is also presented to illuminate the details of the process, in which a PEM part is used in a joint space program Double-Star Project between the European Space Agency (ESA) and China. The influence of environmental constrains including radiation, humidity, temperature and mechanics on the PEM part has been considered. Both Double-Star Project satellites are still running well in space now.     

航天器材料的空间应用及其保障技术

随着对应用卫星长寿命、高可靠要求的不断增长,对于航天器材料的空间应用可靠性及其保障技术日益受到重视。文章分析了航天器材料空间应用的要求及其空间环境效应试验评价技术,介绍了航天器材料保障技术的进展和发展趋势。在地面严格控制材料空间应用的性能并提供基于空间环境效应的充分数据是保障高品质航天器长寿命高可靠的重要手段。     

真空容器大门法兰结构设计及优化

真空容器大门法兰是空间环境模拟器容器系统实现真空密封的关键件。根据功能要求和结构特点,文章分析了真空容器大门法兰的应力状态和强度设计方法。在此基础上,建立了大门法兰优化设计模型,应用有限元法对不同结构模型进行分析和评估,确定了大门法兰的改进设计方案。工程实践表明,通过对大门法兰进行优化设计,提高了结构设计质量,使大型空间环境模拟器容器更为合理、可靠和经济。     

空间无损检测技术评述

随着载人航天和深空探测任务的不断推进,空间无损检测技术成为确保飞行器长期在轨安全、可靠运行的重要手段。由于空间环境条件与地面差异大,以及特殊的活动限制,使空间采用的无损检测方法与技术要求具有一定的特殊性。从20世纪80年代开始,美国、苏联等航天先进大国就开始探索在空间实施无损检测的必要性及可行方法,并开发了一些检测装置。文章对空间无损检测技术的发展状况和应用情况进行论述,并对未来技术发展方向作出展望。     

Modularity and Spacecraft Cost

From computers to aeronautics, many industries have achieved great cost savings through the use of modular engineering approaches. In standardizing interfaces between elements and by reusing functional units, projects can achieve direct reductions in required development labor and secondary savings from enhanced reliability via improved process control from manufacturing identical units. Issues involved in the extension of modular design to the space industry are discussed. A cost model is developed to resolve some of the conflicting advantages and disadvantages between modular and customized designs. Key regimes are identified that represent the best opportunities for applying modular concepts.     

真空低温环境下红外笼移动装置设计及调试验证

为在航天器真空热试验中方便快捷地实现高、低温工况的转换,设计了红外笼移动装置,高温工况时,将红外笼移至航天器加热面的上方;低温工况时,将红外笼移开。文章以红外笼移动装置的功能、性能需求分析为基础,确定了移动装置的功能模块及设计要求,通过特殊设计使得该移动装置能够克服低温传动失稳或失效问题,并满足真空润滑、电机热控等要求,实际应用表明其具备在真空低温特殊环境下可靠、安全工作的能力。文章最后根据装置的工程应用情况给出了后续改进建议。     

飞船舱门机构中密封件性能测试方法介绍

文章以某型号飞船的舱门组件中锁紧机构的橡胶密封件的性能试验为背景,介绍了环境模拟试验密封结构设计和密封件密封性能测试的试验过程、结果和漏率测试方法,验证了密封结构设计和密封材料选择的可靠性.     

航天器可靠性与空间特殊环境试验

文章论述了环境试验对航天器可靠性的重要作用,重点介绍了原子氧、空间辐照粒子、等离子体与带电、空间碎片等特殊环境及其效应对航天器寿命及可靠性的影响,并对开展航天器长寿命、高可靠环境试验技术研究提出一些建议。     

卫星空间环境效应评估可视化应用技术探索

卫星设计人员在设计阶段要参考空间环境效应评估数据,这些大量抽象枯燥的数据难以直观地说明空间环境效应对卫星的影响。文章着重讨论了对空间环境效应试验数据与计算数据进行可视化应用的方法和步骤,并对由此建立的可视化系统进行了描述。可视化系统的应用 便于设计人员在卫星设计阶段有效评估空间环境效应对卫星可靠性的影响,能及时修正设计模型。     

影响GEO卫星长寿命高可靠的空间环境因素及其评估、验证和保障技术研究

文章叙述了空间环境与卫星长寿命高可靠的关系,着重分析了影响GEO卫星长寿命高可靠的各种空间环境效应,如:地磁亚暴电子造成的卫星表面带电及诱导的二次放电、辐射带高能电子引起卫星内带电、太阳耀斑质子和银河宇宙射线造成的单粒子效应、空间带电粒子和太阳电磁辐照造成的辐照总剂量效应以及空间环境下敏感表面的污染效应等.文章最后给出GEO卫星空间环境效应的评估、验证和保障技术研究的必要性及其主要研究方向.