卫星和其他航天器中使用的电子器件暴露在宇宙辐射中。为了确保这些器件的可靠性,应仔细研究辐射的影响。评估电子设备辐射可靠性的主要方法是测量其单粒子效应 (SEE) 截面与离子束电离功率的关系。之前已经发表了许多关于太空应用的 SEE 结果 [1-4]。本文讨论的研究旨在确定电子设备对单粒子闩锁 (SEL) 和单粒子翻转 (SEU) 的灵敏度。对十种不同类型的 CMOS 器件进行了 SEE 测量,包括 ADC、DAC、模拟开关、MOSFET 驱动器、数字合成器、延迟缓冲器和晶体振荡器。
太空一直吸引着人们。自第一次太空飞行以来已经过去了很多年,除了巨大的技术进步之外,对太空中人体生理学的理解水平也在不断提高。本文旨在总结近期关于太空环境(微重力、压力差、宇宙辐射等)对短期和长期太空任务期间人体系统影响的研究成果。本文还提出了为了安全地延长人类在太空停留时间必须解决的最大挑战和问题。在这个工程能力不断提高、殖民其他星球的计划以及对商业太空飞行兴趣日益浓厚的时代,现代医学最热门的问题似乎是了解长期停留在太空的影响,并找到解决方案以尽量减少太空环境对人体的有害影响。
卫星和其他航天器中使用的电子设备暴露在宇宙辐射中。为了确保这些设备的可靠性,应仔细研究辐射的影响。评估电子设备辐射可靠性的主要方法是测量其单粒子效应 (SEE) 截面与离子束电离功率的关系。之前已经发表了许多用于太空应用的 SEE 结果 [1-4]。本文讨论的研究旨在确定电子设备对单粒子闩锁 (SEL) 和单粒子翻转 (SEU) 的灵敏度。对十种不同类型的 CMOS 设备进行了 SEE 测量,包括 ADC、DAC、模拟开关、MOSFET 驱动器、数字合成器、延迟缓冲器和晶体振荡器。
由于宇宙辐射暴露,器官和组织的显着恶化发生在宇航员中。这是发展中空间行业的主要障碍,涉及扩展的太空探索,商业小行星开采以及地球月球和火星的殖民化。宇宙辐射包括银河系宇宙射线,以及X射线和伽马射线的太阳颗粒事件,这些事件深层诱导了DNA损伤。由辐射引起的宇航员的潜在医疗问题包括癌症,快速衰老,无菌性,免疫系统受损,致病病毒的重新出现,神经变性和记忆障碍。总而言之,长期暴露于辐射的空间人员会产生灾难性的后果。使用干细胞技术的进步上调组织的再生将是抵消辐射损害触发细胞变性的合理方法。干细胞是“生存”细胞,负责人体的持续修复和再生。增加可用干细胞的数量可提高人体的再生能力。当前的干细胞技术在太空中是不可能的,因为它需要使用主要医院外科和实验室设备的多个医学专家。作者已经开发了一种便携式干细胞生物技术试剂盒,该试剂盒紧凑,轻巧且易于操作,可以频繁地在太空中由宇航员进行,以便可能再生受影响的组织并逆转宇宙辐射的影响。该技术使用经过实验室验证的肽水凝胶进行干细胞迁移和膨胀。宇航员只需要捐赠少量的血液或脂肪组织。初步分析表明,干细胞的产量很高,细胞活力出色,并证明了自噬和膜联蛋白V的正常干细胞健康参数。这种方法可能有助于平衡身体受辐射的变性 /再生周期。可以在短时间内培训太空人员,以安全和功效执行该技术。
宇宙辐射导致基于 SRAM 的现场可编程门阵列 (FPGA) 单元发生位翻转,该 FPGA 可实现触发器功能。结果,该触发器的布尔输出被卡住。只要触发器的时钟信号试图将改变的触发器输入传输到该输出,就会激活此故障。故障会产生错误的触发器状态,这是一个错误。反过来,软件会将触发器输出解释为表示即将与附近车辆发生碰撞的标志,并最终向车辆驾驶员发出警报。也就是说,这个无意的警报出现在系统的服务接口上:发生了故障。注意:根据我们的定义,如果将触发器视为一个系统本身而不是一个组件,那么相同的位翻转代表单元级别的故障。
对乘客而言,客舱内其他重要因素包括整体照明水平以及乘客附近的照明水平、环境噪音和振动。最近,客舱空气的质量和杂质及其对人的影响引起了一些普遍关注,尤其是与烟草烟雾有关。然而,可以说,客舱空气中除烟草烟雾以外的其他方面对人类健康构成了更严重的问题。这些包括客舱内气压降低的影响,即使对于健康人来说,这种气压对呼吸系统的要求也比在海平面上更高。对于患有胃病、心脏病甚至牙齿疾病的乘客来说,气压降低可能会产生有害影响。还必须考虑客舱环境中相对湿度较低以及存在臭氧和宇宙辐射等大气危害对乘客的影响。
放射性物质可能来自自然,也可能是人类活动的结果。天然放射性的来源有很多:矿石(铀和钍的同位素、钾-40,或镭和氡等子元素)、宇宙辐射(氚、碳-14)等。这些天然放射性核素分散在整个生物圈中。放射性核素的浓度因物质及其来源而异:世界各地对天然放射性核素的暴露量可能相差一个数量级以上(从法国的平均 2.9 mSv/年到印度或巴西部分地区的 50 mSv/年以上)。自 20 世纪初以来,对放射性特性的多种利用产生了放射性物质和废物。大部分废物来自核电站、乏燃料后处理厂和其他民用和军用核设施。研究实验室和核医学中心也会产生放射性废物,尽管程度较轻,其他某些使用放射性物质的行业也是如此。
1.2 一个由“Space It Up!”资助的博士后职位,由 ASI 法令 n. 687/2022 资助 - 决议 n. 71/2022 - 15 个空间活动主题资助,其中所有 MUR n. 341/2022 都属于此合作伙伴 (Cod. Id. Ugov: SPACE_IT_UP, CUP: D53C24000580005) 项目资金,用于以下领域:SPACE IT UP_Aloisio“通过轨道和亚轨道实验进行高能辐射探测:模拟和数据重建”。理想的候选人应具有实验粒子和天体粒子物理学的扎实背景,并拥有该领域的博士学位。具有太空实验宇宙辐射研究经验以及相关活动(研发、数据分析和探测器响应模拟)的经验将是一种优势。被选中的候选人将致力于建立太空辐射测量的创新方法,包括模拟和测试。”
太空是任何材料技术的终极试验台环境。太空条件恶劣,温度变化剧烈,缺乏重力和大气,太阳和宇宙辐射强烈,发射和部署时产生机械应力,这些都代表着一系列多方面的挑战。我们设计的材料不仅要应对这些挑战,而且还要将总质量保持在最低水平,并保证长时间内的性能,且无需维修。纳米光子材料(即结构变化与光波长相当的材料)为解决其中一些困难提供了机会。在这里,我们研究了纳米光子学和纳米制造技术的进步如何使超薄轻质结构具有无与伦比的能力,能够在宽电磁波谱上塑造光与物质的相互作用。从可以在太空制造的太阳能电池板到光的推进应用,下一代轻质多功能光子材料将影响现有技术,并为新的太空技术铺平道路。
血浆和动态能量路由的电离通道:等离子体产生和电离通道为控制Hollo Light Board系统内的能量流提供了另一种方法。当高能LED或量子点发出高频光时,它们可以在低密度气体或其他材料中诱导电离,从而创建导电通道以使能量通过。基于等离子体的通道在极端环境(例如空间)中特别有用,在这种极端环境中,受控电离可以通过系统引导能量而无需固体导体。整合示例:作为引力波或宇宙辐射导致时空密度的变化,Hollo光板可以诱导基于等离子体的电离通道,这些电离通道充当能量传播的导管,从而使能量分布在长距离之间的快速分布,并且最小的损失。这些通道可以通过量子点传感器动态调节,从而确保对能量流的精确控制。