Станция "Фобос-Грунт" попала в радиационную "ловушку" над Южной Атлантикой - эксперт

Межпланетная станция "Фобос-Грунт" потерпела аварию, попав в аномальную радиационную зону над районом Южной Атлантики. Она представляет опасность для электроники космических аппаратов /КА/, летающих на малых высотах. Такое мнение в эксклюзивном интервью корр.ИТАР-ТАСС высказал сегодня директор Научно-исследовательского института ядерной физики /НИИЯФ/ МГУ им. Ломоносова Михаил Панасюк, принимавший участие в работе комиссии по расследованию причин аварии.

"К настоящему времени накоплен достаточно обширный экспериментальный материал, который однозначно позволяет сделать заключение, что район над Южной Атлантикой - наиболее опасный для электроники КА, летающих на малых высотах. Наибольшее количество сбоев на самых разных аппаратах приходится именно на эту аномальную зону", - сказал он. Причем "сбоить" там будут любые микросхемы - прошедшие предварительные испытания и не прошедшие их, отличие может быть лишь в частоте сбоев, отметил ученый. Более того, чем выше степень интеграции чипов /а к этому стремится современная электроника/, тем выше будет частота сбоев. Поэтому разработка "космических" чипов должна проводиться одновременно с их радиационным тестированием, убежден он.

Современная электроника /чипы/ - устройства высокой степени интеграции, зазоры между токопроводящими слоями которых достигают микроскопических размеров. Заряженные высокоэнергичные частицы, попадая в эту структуру, нарушают электрофизические свойства чипов, вызывая обратимые либо необратимые нарушения в их работе, в результате чего бортовые компьютеры начинают "сбоить" или даже выходить из строя, пояснил Панасюк.

Радиация - одно из самых опасных явлений в космическом пространстве, обусловленное существованием заряженных частиц различной природы, напомнил ученый. Радиация не только создает проблемы для "живучести" КА, но и для человека в космосе.

Для КА, летающих на низких орбитах, опасность создает радиация, в основном, двух типов: это космические лучи / заряженные частицы огромных энергий, попадающие в окрестности Земли из межзвездного пространства/, а также частицы, захваченные в магнитное поле нашей планеты / радиационные пояса/. Последние как раз и представляют наибольшую опасность для низкоорбитальных КА. "Дело в том, что радиационные пояса, хотя они и расположены на больших высотах, в районе Южной Атлантики "провисают" над поверхностью Земли из-за аномальной структуры магнитного поля планеты, - пояснил Панасюк. - В этом районе оно ослаблено по сравнению с другими областями". Поэтому, например, МКС, летающая на высоте около 350 км, лишь на своих вторых-третьих витках "задевает" эту опасную зону.

В этой зоне дозы радиации значительно выше, чем вне ее, но для кратковременных полетов они не представляют существенной опасности, считает ученый. Однако здесь существует другая по своей природе радиационная опасность - это высокоэнергичные заряженные частицы: протоны и ядра более тяжелых элементов, захваченные в магнитное поле Земли. "Они достигают громадных энергий, и внешняя оболочка любого КА для них - не преграда. Именно эти частицы и создают проблемы для бортовой электроники", - резюмировал Панасюк.

Защита чипов от радиации - это актуальная проблема, пока еще далекая от разрешения, полагает ученый. "Основная трудность заключается в том, что мы пока не знаем все стороны физических процессов, происходящих внутри такого сложного устройства, каким является современная микросхема, - констатировал он. - Это тот случай, когда новые технологии при взаимодействии с природными явлениями создают новые проблемы. Конечно, кое-что мы умеем делать. Это и ядерно-физические методы отбора микросхем с использованием ускорителей, и применение программных методов защиты, а также увеличение надежности за счет резервирования электроники. Но, в целом, предпринимаемые меры не "закрывают" эту серьезную проблему".

Еще одна важная особенность: похожие процессы происходят и при взаимодействии тяжелых энергичных частиц с биологическими структурами на микроуровне /нарушения ДНК, повреждения нейронов и многие другие явления/, что создает проблемы для длительных космических полетов в открытом космосе. "Здесь потоки космических лучей, среди которых есть и тяжелые частицы, могут вызвать ряд нежелательных явлений в биологических структурах, в том числе и необратимые. Именно поэтому пока рано думать о пилотируемом полете на Марс", - заключил директор НИИЯФ МГУ.