Томские ученые проверяют надежность электропитания космических аппаратов

Опубликовано 10.05.2018 г.

Ученые томского Института сильноточной электроники (ИСЭ) СО РАН создали экспериментальный аппаратный комплекс диагностики бортовой аппаратуры космических аппаратов на устойчивость к дугообразованию.

Картинки по запросу космический аппарат

«Первые космические аппараты имели бортовое напряжение сети 27-28 Вольт, сейчас все переходят на стандарт 100 Вольт, а это уже опасно, с точки зрения возможности образования электрической дуги, которая выводит приборы из строя, — рассказывает руководитель лаборатории вакуумной электроники ИСЭ Александр Батраков. — Для защиты платы покрывают диэлектриком, но в этом слое могут быть дефекты, которые как раз способен обнаружить наш аппарат».

Комплекс представляет собой вакуумную камеру, внутри которой находится система позиционирования миниатюрного источника плазмы. В камеру помещают тестируемый блок, а дефекты определяются в два этапа. Сначала весь блок погружается в газоразрядную плазму: если где-то слой диэлектрика нарушен, в этом месте происходит утечка тока, что является индикатором наличия дефекта. На втором этапе тонкая струя плазмы находит точное (до миллиметра) расположение дефекта, после чего с использованием этой же плазменной струи дефект залечивается за счет плазмохимической полимеризации. Для этого рядом с источником плазмы находится испаритель активного вещества — мономера или димера. Если повторное сканирование не обнаруживает дефекты — электронный блок готов к установке на борт космического аппарата.

«Главное ноу-хау — это уникальный источник газоразрядной плазмы на основе аргона, который, в отличие от аналогов, не требует охлаждения. Для работы используется обычное для газового разряда напряжение, но на выходе плазма «выносит» из источника лишь низкое напряжение от пяти до пятнадцати Вольт, которое не вредит прибору. Плазма получается не очень плотная, но удобная, мягкая — ничего не прожигает, хотя при этом несет достаточно энергии, чтобы обнаруживать дефекты», — поясняет Александр Батраков.

Сейчас для тестирования плат в промышленности используются различные методы, включая покрытие флуоресцентным лаком с последующим облучением ультрафиолетом, а также электроразрядные способы, связанные с подачей высокого напряжения. В первом случае диагностика сложная и не всегда точная, во втором при проверке блок портится.

«Плазма позволяет выявить дефект в любом месте и не вредит прибору», — еще раз подчеркивает представитель ИСЭ.

Проект RFMEFI60714X0008 реализуется в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014-2020 годы». Индустриальным партнером выступает АО «Информационные спутниковые системы» им. академика М.Ф. Решетнева» — внедрение системы в производство запланировано на 2017 год.