Componentes de satélites estudiantiles bombardeados con iones pesados ​​durante pruebas intensas

La tercer ciclo comenzó en marzo de 2020 e incluye el SpaceDot equipo de la Universidad de Thessaloniki (AUTh) en Grecia, que están desarrollando su ACubeSat proyecto. Durante los últimos meses, el equipo se ha estado preparando para la prueba de radiación de iones pesados, con el apoyo de ingenieros de la sección de Análisis de componentes y garantía de dureza de radiación de la ESA (TEC-QEC), para probar componentes críticos de su computadora de a bordo.

ACubeSat es una unidad de 3 CubeSat misión diseñada para estudiar los efectos de la microgravedad y la radiación en la expresión génica de una cepa de células de levadura. Esto promoverá la tecnología de laboratorio en un chip para su uso en misiones de satélites pequeños, además de ayudar a los científicos a comprender mejor el impacto que tiene estar en el espacio en el ADN, conocimiento crítico para futuros esfuerzos humanos en la órbita de la Tierra y más allá.
Sin embargo, el espacio es un entorno desafiante para las naves espaciales. Una vez que se deja atrás la protección de la atmósfera de la Tierra, las partículas cargadas pueden penetrar la electrónica y potencialmente ocasionar niveles de daño al final de la misión. Mientras todavía están en la Tierra, los ingenieros estudian cómo se comportarán los componentes cuando sean golpeados por esas partículas, determinando qué tan propensos son a funcionar mal y exactamente qué sucede cuando fallan.

Con este objetivo en mente, dos estudiantes universitarios del equipo de SpaceDot pasaron del 17 al 21 de mayo de 2021 en el Centro de recursos de ciclotrones en UCLouvain, Bélgica, para una prueba de radiación de iones pesados ​​en la Instalación de Iones Pesados ​​(HIF). El equipo está desarrollando su propio subsistema informático de a bordo para que sea el cerebro de ACubeSat; como subsistema crítico, es esencial probar al menos todos los componentes críticos para asegurarse de que funcionarán bien y de manera predecible cuando se expongan a la radiación en el espacio.

El equipo de SpaceDot contó con el apoyo de los ingenieros de la ESA (TEC-QEC) para la preparación, ejecución y para ofrecer la ranura del haz. Ayudaron a los estudiantes a definir los objetivos de la prueba, diseñar la configuración y realizar la prueba en las instalaciones. Los ingenieros de la ESA también realizaron la descarga de los componentes en ESTEC. El desprendimiento es un proceso en el que la carcasa protectora de un componente se retira parcialmente para revelar completamente la matriz, lo que permite que los iones pesados ​​penetren en las regiones activas.

Meses de preparación culminaron en una semana de intenso trabajo en UCLouvain. El equipo, junto con un ingeniero de la ESA, trabajó las veinticuatro horas del día para exponer más de 12 componentes a las condiciones de radiación necesarias. Todos los asistentes se adhirieron a las pautas de COVID, lo que agregó un nivel adicional, pero necesario, de complejidad.

La atención se centró en algunos de los componentes más críticos utilizados en ACubeSat, como todos los componentes discretos utilizados para construir el sistema de protección SEL (Single Event Latchup), asegurando que ellos mismos no fueran sensibles al SEL. Además, se dedicó un pequeño tiempo a probar el comportamiento del transceptor CAN, no solo a SEL sino también a otros errores inducidos por SEE. Los componentes de respaldo también estaban listos para la prueba en caso de que el resultado de la prueba no fuera exitoso del componente principal seleccionado para el diseño. Desafortunadamente, no se dispuso de tiempo suficiente para probar todos los componentes previstos, pero el equipo pudo recopilar datos valiosos para seleccionar los componentes más robustos para su diseño.

¡Por esta razón, el resultado de todo este arduo trabajo fue una campaña de prueba exitosa a nivel mundial! El equipo de SpaceDot ahora tiene una mejor comprensión de los componentes que se utilizarán en la computadora de a bordo de ACubeSat. La prueba de iones pesados ​​fue una valiosa experiencia de aprendizaje para los estudiantes, que ahora están cerca de completar su Revisión de diseño crítico. Luego pasarán a la siguiente fase de Fly Your Satellite! programa: ¡Construye tu satélite!
Esta experiencia práctica única dio como resultado que el equipo aprendiera no solo cómo prepararse mejor para una campaña de prueba de iones pesados, sino también cómo trabajar bajo presión de tiempo y largas horas, lo que puede ser útil para prepararse mejor para las pruebas FYS posteriores.