SATDOS Referenzdosimetrie-Plattform
SATDOS ist eine miniaturisierte Nutzlast, die für Nanosatelliten wie CubeSats entwickelt wurde, um die Strahlungsumgebung im Weltraum zu erfassen und die Auswirkungen der Strahlung auf elektronische Systeme zu quantifizieren. SATDOS wurde von den Seibersdorf Laboratories mit modernster Technologie und Fachwissen entwickelt und bietet eine einfache und zuverlässige Lösung zur Erfassung von Strahlungsdaten im Orbit. Nach erfolgreichen Einsätzen und der Entwicklung mehrerer Versionen liefert SATDOS wertvolle Erkenntnisse über die Weltraumstrahlung für kommerzielle, sowie wissenschaftliche Missionen.
SATDOS Referenzdosimetrie-Plattform für Nanosatelliten, die zur Überwachung und Bewertung der Auswirkungen der Weltraumstrahlung auf die elektronischen Systeme von Raumfahrzeugen entwickelt wurde. Das Bild zeigt SATDOS für PRETTY - eine spezielle Version, auf die ESA PRETTY-Mission zugeschnitten. SATDOS für PRETTY wurde erfolgreich im Orbit betrieben und sammelte wertvolle Strahlungsdaten, die die Beurteilung der Strahlungseffekte auf Kleinsatelliten ermöglichten.
Schlüsselfunktionen von SATDOS
- Bewertung der gesamten ionisierenden Dosis (TID): SATDOS misst präzise die akkumulierte Strahlungsdosis, der ein Satellit während seiner gesamten Missionsdauer ausgesetzt ist. Die Kenntnis der gesamten ionisierenden Dosis ist für die Bewertung der langfristigen Strahlungseffekte auf elektronische Komponenten, die Gewährleistung ihrer Zuverlässigkeit und die Unterstützung bei der Entwicklung strahlungsbeständiger Systeme von entscheidender Bedeutung. Diese Fähigkeit ist für die Leistung und Sicherheit von Raumfahrzeugen von entscheidender Bedeutung, insbesondere bei Missionen in Umgebungen mit hoher Strahlung wie den Van-Allen-Gürteln oder bei Sonnenstürmen.
- Kontinuierliche Dosisüberwachung: SATDOS ermöglicht die Echtzeit-Überwachung der Strahlungsdosisrate während der gesamten Umlaufbahn eines Satelliten. Durch die kontinuierliche Erfassung von Strahlungsdaten ermöglicht es eine umfassende Kartierung der Strahlungsumgebung der Erde, einschließlich Gebieten mit erhöhter Exposition, wie z. B. der Südatlantischen Anomalie (SAA). Diese Daten zeigen die zeitlichen und räumlichen Merkmale des Weltraumwetters auf und unterstützen zeitnahe Reaktionen auf Ereignisse wie solare Teilchenausbrüche.
- Erkennung von Einzelereigniseffekten, Single Event Effects (SEE): SATDOS erkennt Einzelereigniseffekte (SEE), die durch das Auftreffen hochenergetischer Teilchen auf elektronische Komponenten verursacht werden und potentiell zu Fehlfunktionen oder Ausfällen führen. Ein kritischer SEE-Typ ist der Single Event Upset (SEU) oder Bit-Flip, bei dem ein Teilchen den Zustand einer Speicherzelle in einem elektronischen Gerät verändert. SATDOS verwendet handelsübliche SRAM-Chips (Static Random Access Memory), deren Strahlungsempfindlichkeit in Experimenten bestimmt wurde. Durch die Verwendung mehrerer SRAM-Typen kann SATDOS zwischen Teilchen unterschiedlicher Energie unterscheiden. Diese Funktion ist für die Bewertung der Strahlungsresistenz von Satellitenelektronik von entscheidender Bedeutung und trägt zur Entwicklung robusterer Raumfahrtsysteme bei.
Weltraumstrahlung
Die Weltraumumgebung ist voller Strahlungsgefahren, die von verschiedenen Quellen ausgehen. Die Sonne sendet geladene Teilchen aus, deren Intensität sich bei Sonnenaktivitäten erheblich verstärken kann, was eine direkte Bedrohung für Raumfahrzeuge und Astronauten darstellt. Darüber hinaus werden Raumfahrzeuge und Personen im All während der Raumfahrt ständig von galaktischen kosmischen Teilchen bombardiert. Geladene Teilchen, die im Magnetfeld der Erde gefangen sind, bilden die Van-Allen-Strahlungsgürtel, die für Raumfahrzeuge, die diese Regionen durchqueren oder sich ihnen nähern, eine Gefahr darstellen.
Auswirkungen des Weltraumwetters
Weltraumwetterereignisse wie Sonnenstürme und Sonneneruptionen können elektronische Systeme an Bord von Satelliten und Raumfahrzeugen beschädigen oder beeinträchtigen. Ein besseres Verständnis des Weltraumwetters trägt zur Entwicklung von Schutzmaßnahmen bei und erhöht die Betriebssicherheit von Raumfahrzeugen. Die Prüfung der Strahlungsbeständigkeit von Satellitenkomponenten ist für die Zuverlässigkeit und Sicherheit von Missionen unerlässlich. Die Seibersdorf Laboratories führen Strahlungsbeständigkeitstests als kommerzielle Dienstleistung für die österreichische und internationale Raumfahrtindustrie durch und entwickeln experimentelle und numerische Methoden zur Untersuchung der Strahlungsauswirkungen auf Komponenten und Systeme in verschiedenen Strahlungsfeldern. Mit ihrem Fachwissen und ihrer Erfahrung trägt Seibersdorf Laboratories wesentlich zum Erfolg nationaler und internationaler Weltraummissionen bei.
Fazit
Das Verständnis und die Minderung der Auswirkungen der Weltraumstrahlung sind entscheidend für die Gewährleistung der Sicherheit, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von Satelliten und Weltraummissionen. Die SATDOS-Referenzdosimeterplattform bietet eine flexible und anpassungsfähige Lösung für die Strahlungsüberwachung auf verschiedenen CubeSat-Plattformen und bei verschiedenen Missionstypen.
Ob für wissenschaftliche Forschung, Technologievalidierung oder Bildungsprojekte eingesetzt, liefert SATDOS präzise Strahlungsdaten in Echtzeit und unterstützt den Erfolg von Missionen in verschiedenen Umgebungen – von Low Earth Orbit (LEO) bis hin zu strahlungsintensiven Regionen wie den Van-Allen-Gürteln. Sein vielseitiges Design stellt sicher, dass zukünftige Missionen die Herausforderungen der Weltraumstrahlungsumgebung mit Zuversicht meistern können und zu sichereren und widerstandsfähigeren Raumfahrtsystemen beitragen.
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