太空探索的主要挑战之一是妥善保护宇航员免受太空环境的危害。因此,宇航服是为了在舱外活动期间保护机组人员而设计的,但它们目前无法妥善承受微流星体和轨道碎片 (MMOD) 等撞击造成的损坏,如果被刺破,它们会减压和坍塌,造成灾难性的后果。在这种情况下,将自修复材料整合到宇航服中的可能性引起了科学界的关注,因为它可以实现自主损伤修复,从而提高安全性和使用寿命。然而,太空环境对这些材料的影响仍有待确定,并可能导致其整体性能显著下降。本文介绍的研究重点是应用于宇航服的第一个例子,分析了一组候选自修复聚合物在暴露于模拟太空辐射之前和之后的修复性能。在未辐照的情况下,还对双层膜和以这些聚合物为基质的纳米复合材料进行了比较。本研究还旨在通过将自修复材料的标准表征(例如:划痕、冲击和穿刺测试)与空间辐射对其影响的评估相结合,填补这两个方面的空白。了解辐射是否以及如何影响损伤恢复性能,实际上是确定给定的自修复材料是否真的可以用于太空应用的基础。通过穿刺损伤后的现场流速测量来评估自修复响应。收集最大和最小流速、它们之间的时间以及穿刺后 3 分钟内损失的空气量作为修复性能参数。对于纯材料,然后在伽马射线辐照样品上重复相同的测试,以研究暴露于模拟空间辐射后自修复性能的变化。结果表明,粘性响应较低的系统的修复性能较高,辐照后修复性能会降低。因此,需要进一步分析空间环境对所呈现材料的影响。 NASA HZETRN2015(高 Z 和能量传输,2015 版)软件也用于模拟舱外活动期间银河宇宙射线对航天服的作用。将经典的航天服多层与将标准内胆替换为每种分析材料层的配置进行比较,以确定最有希望的候选者,并确定添加纳米填料是否会显着提高屏蔽能力。
这项工作的目的是评估航天器材料在使用寿命结束后会发生什么。本文介绍了航天器外部材料和空间环境的影响。本文是对航天器材料退化和地球静止轨道 (GEO) 空间碎片形成的持续研究的结果。在本文中,结合同时进行的紫外线、粒子辐射和热循环,将 20 年的 GEO 剂量分布应用于一组外部航天器材料。这些材料包括 MLI 组件、Velcros 固定和航天器涂装。对这些暴露在模拟空间环境中的外部航天器材料的评估证实了 MLI、Velcros 固定和涂装的退化、分层机制和颗粒污染的临界性。空间辐射(粒子、紫外线)和热循环的协同作用使材料老化并产生机械应力,导致脆性表面、裂缝和分层的产生。这些现象对暴露的表面造成严重损坏,改变表面的热光特性,并可能导致空间碎片的产生。具体来说,实验结果显示了内部 MLI 层的分层和 Velcros 的严重退化。
摘要 - 由人脑的结构和功能所吸引的神经形态计算已成为开发节能和强大的计算系统的有前途的方法。神经形态计算在航空航天应用中提供了显着的处理速度和功耗优势。这两个因素对于实时数据分析和决策至关重要。然而,刺激性的空间环境特别是在辐射的存在下,对这些计算系统的可靠性和性能构成了重大挑战。本文全面地调查了航空航天应用中抗辐射神经形态计算系统的整合。我们探讨了空间辐射,审查现有的解决方案和开发,当前对空间应用中使用的神经形态计算系统的案例研究,讨论未来方向以及讨论该技术在未来太空任务中的潜在好处。索引项 - 神经局计算;航空应用;抗辐射计算;太空环境;节能计算;实时数据分析;决策;未来的太空任务。
• SWIMMR,即空间天气创新、测量、建模和风险 (SWIMMR) 计划,是由英国研究与创新 (UKRI) 战略优先基金进行的一项为期五年、投资 2000 万英镑的计划,旨在提高英国的空间天气监测和预报能力,重点关注空间辐射。SWIMMR Core 任务是 SWIMMR S1“改进的空间和航空现场辐射测量”项目的第二个任务,由英国科学和技术设施委员会 (STFC) RAL Space 的空间物理和操作部实施。该任务将包括由捷克技术大学开发的辐射监测器 HardPix,该监测器集成在 ION 卫星运载器上,从 330 公里至 1200 公里的高度向英国气象局空间天气操作中心提供辐射数据。 • SpaceDOTS 的 DATA DOT 是第一个空间环境数据收集单元,用于收集有关环境事件的关键数据,这些数据直接影响航天器的设计、成本、操作以及最终的任务成功。了解这些动态环境是设计更智能、更安全、更具成本效益的任务的关键。
辐射效应对 SiC 和 GaN 电力电子器件的可靠性有着至关重要的影响,必须了解辐射效应对于涉及暴露于各种电离和非电离辐射的太空和航空电子应用的影响。虽然这些半导体表现出对总电离剂量和位移损伤效应的出色辐射硬度,但 SiC 和 GaN 功率器件容易受到单粒子效应 (SEE) 的影响,这种效应是由无法屏蔽的高能重离子空间辐射环境 (银河宇宙射线) 引起的。这种性能下降发生在额定工作电压的 50% 以下,需要在降额电压下操作 SiC MOSFET 和整流器。业界还将陆地宇宙辐射 (中子) 引起的 SEE 确定为在飞机上使用 SiC 基电子产品的限制因素。在本文中,我们回顾了对这些材料进行全面系统评估的前景和机会,以了解这些影响的起源和可能的缓解措施。© 2021 电化学学会 (“ ECS ”)。由 IOP Publishing Limited 代表 ECS 出版。[DOI:10.1149/2162-8777/ ac12b8]
随着太空探索向长期任务迈进,可靠的医疗诊断工具变得越来越重要。探索医疗能力 (ExMC) 和探索医疗集成产品团队 (XMIPT) 进行的微型 X 射线 (XR) 技术演示旨在评估微型 XR 设备在航天中的可行性和实用性。本摘要探讨了当前微型 XR 系统的局限性、培训机组人员的挑战、临床决策支持系统 (CDSS) 的潜在作用以及地面图像解释的可行性。我们还建议将微型 XR 整合到其他 ExMC 工作中,旨在确定未来探索级任务所需的能力和资源。微型 XR 设备面临的主要挑战之一是能否获得特定的解剖视图,尤其是在航天器的密闭和失重条件下。当空间有限,无法正确定位患者以及成像设备的体积有限时,操作员可能难以获取诊断质量的图像。由于空间辐射和探测器的限制可能会进一步影响图像质量,这些设备操作程序的灵活性对于它们在空间应用中的成功至关重要。
提出的活动领域的概述:参见(单个事件效应)对COTS设备的测试和可靠性分析分析对在UCL Louvain-La-Neuve辐照的电子设备的长期可靠性(BE)活动领域将取决于对组件工程的基本知识的发展,产品保证原理以及对EEE EEE组合对EEE EEE的辐射效应的基本知识。 尤其是支持辐射测试运动的支持,包括开发测试设置和对EEE组件的随后数据分析,尤其是针对COTS设备的EEE组件,重点是在UCL Cyclone重离子设施中进行的SEE SEE SEE SEE SEE SEE进行,这是用于在不同类型的conconeration Evalence and Intrications consonic conconization and Conconization consications consications consications and Conticalization contications and Conconization的contications consications的表现。 对重型离子测试提交的COTS设备的可靠性评估:SEL(单个事件锁存)的影响,高电流事件和单个事件功能中断零件的长期可靠性。 最佳工业实践对使用脉冲激光测试的运作和开发,以模拟空间辐射对微电子设备的影响。 对标准化活动的贡献,从而改善了现有的单一事件效果测试指南和测试方法。提出的活动领域的概述:参见(单个事件效应)对COTS设备的测试和可靠性分析分析对在UCL Louvain-La-Neuve辐照的电子设备的长期可靠性(BE)活动领域将取决于对组件工程的基本知识的发展,产品保证原理以及对EEE EEE组合对EEE EEE的辐射效应的基本知识。尤其是支持辐射测试运动的支持,包括开发测试设置和对EEE组件的随后数据分析,尤其是针对COTS设备的EEE组件,重点是在UCL Cyclone重离子设施中进行的SEE SEE SEE SEE SEE SEE进行,这是用于在不同类型的conconeration Evalence and Intrications consonic conconization and Conconization consications consications consications and Conticalization contications and Conconization的contications consications的表现。对重型离子测试提交的COTS设备的可靠性评估:SEL(单个事件锁存)的影响,高电流事件和单个事件功能中断零件的长期可靠性。最佳工业实践对使用脉冲激光测试的运作和开发,以模拟空间辐射对微电子设备的影响。对标准化活动的贡献,从而改善了现有的单一事件效果测试指南和测试方法。
本文研究了使用线性能量谱来代表空间辐射环境中应用的线性能量传递频谱所产生的误差。线性能量和线性能传递光谱。还研究了不同的检测器几何形状,以确定它们如何影响误差。让光谱通常用于计算剂量等效,以进行辐射危险估计和单个事件效应速率,以估计对电子产品的辐射影响。检查了剂量等效率和单个事件率的误差,这些误差是由线性能量光谱替换为线性能光谱的。发现,无论检测器形状如何,这种替代对剂量的等效估计几乎没有影响。当环境由太阳能颗粒或捕获的辐射支配时,替代具有更大的效果,但是即使这样,误差也很小,尤其是在使用球形检测器的情况下。对于单个事件估计,如果单个事件效应的阈值突然下降,则替换的效果可能很大。可以判断由线性能量光谱制成的单个事件速率估计不可靠,并且应避免使用线性能光谱进行单个事件速率估计。
扫描光电流显微镜传统上是使用聚焦光束进行的。1 - 4在这项技术的现代变体中,事件光的聚焦是通过尖锐的金属尖端实现的,如图1。这样的尖端充当光天线,将局部增强的近场增强到自由空间辐射。在实验中,扫描尖端,并使用位于样品外围的某个位置的电动触点来测量样品中产生的直流光电流。下面,我们将此技术称为扫描近场光电流显微镜或光电流纳米镜检查。也可以利用参与此类测量的仪器进行散射型扫描近场光学显微镜(S-SNOM)。在s-snom中,一个人检测到尖端而不是光电流的光片。实际上,一起执行S-SNOM和光电流纳米镜检查,提供了有关系统的互补信息。这种技术的组合已成功地应用于探针石墨烯和其他二维(2D)材料5 - 9的空间分辨率为≏20nm,这比衍射受限的传统方法好。最近的光电流纳米镜检查实验显示出区别的光谱共振和周期性干扰模式
1. 加州理工学院喷气推进实验室 简介: Gregory Allen 是加州理工学院喷气推进实验室的高级辐射效应工程师。 过去 20 年,他一直从事辐射效应领域的工作,专注于单粒子效应和技术融合。 Greg 是喷气推进实验室空间辐射中心的联合负责人,也是辐射效应组的组长。 摘要: 2021 年 4 月 19 日,在火星的耶泽罗陨石坑,Ingenuity 旋翼机在另一颗星球上进行了首次动力飞行,标志着行星际探索的一个里程碑。 它被设计为 NASA 火星 2020 任务的技术演示器和次要有效载荷,主要目的是证明在极稀薄的火星大气中实现动力飞行是可能的。 它并非用于运输,而是为了测试在火星上进行空中探索的概念。然而,火星机智号的成功展示了在火星上进行空中探索的潜力,为未来使用直升机和无人机在其他星球上进行科学探索、测绘和侦察的任务铺平了道路。我们庆祝机智号的成功,探索它实现这一目标的途径,并展望火星自主飞行的未来。