Moin,
Satelliten und Raumfahrzeuge haben komplexe mikroelektronische Bauteile an Bord, deren Ausfall katastrophale Folgen hat. Die kosmische Strahlung im Weltall kann die empfindliche Elektronik beschädigen. In einem gemeinsamen Forschungsprojekt vom Fraunhofer-Institut für Naturwissenschaftlich-Technische Trendanalysen INT in Euskirchen, der European Space Agency (ESA) und dem GSI Helmholtzzentrum für Schwerionenforschung in Darmstadt untersuchen die Wissenschaftler den Einfluss der Strahlung auf die Elektronik.
Am Teilchenbeschleuniger des GSI bestrahlen die Forscher mikro- elektronische Bauelemente unter Leitung der INT-Wissenschaftler mit relativistischen Ionen. Die GSI-Beschleunigeranlage ist die einzige in Europa, an der sich Ionenstrahlung so herstellen lässt, wie sie als kosmische Strahlung im Weltall auftritt. Ziel des Forschungsprojekts ist es, die Eignung verschiedener Mikrochips für den Einsatz im Weltraum zu testen. Darüber hinaus sollen Grundlagen erforscht werden, um in Zukunft strahlungsfeste, leichtere und kompaktere Elektronik zu entwickeln, um Platz und Gewicht zu sparen. So kann in der Raumfahrttechnik in Zukunft auf die bisher nötigen Abschirmungen und auch auf Ersatzelektronik, die für manche Bauteile mitgeführt wird, verzichtet werden.
In einem ersten Experiment haben Wissenschaftler einen von der ESA bereit gestellten Mikrochip mit Gold-Ionen bestrahlt. Die Analyse bestätigte die Vermutung, dass die Störanfälligkeit des Chips stark von der Energie der Ionen abhängt. Für eine genaue Untersuchung sind in den nächsten Jahren weitere systematische Bestrahlungen verschiedener Bauteile unter dem Einfluss unterschiedlicher Ionen und Energien vorgesehen.
Info aus: fraunhofer.de/presse (Teilzitat)
Die Kosmische Strahlung (engl. Cosmic Rays), früher auch Höhenstrahlung genannt, ist eine hochenergetische Teilchenstrahlung aus dem Weltall. Sie besteht vorwiegend aus Protonen (87%), daneben aus Alpha-Teilchen (12%) und vollständig ionisierten Atomen (1%). Eine genaue Kenntnis dieses Einflusses ist die Voraussetzung, um in Zukunft gezielt Elektronik für Raumfahrt optimieren zu können. Bereits ein einzelnes Ion kann in mikroelektronischen Bauteilen Schäden verursachen. Durch die hohe elektrische Ladung und die Energie des Ions können in den Halbleitermaterialen des Mikrochips freie Ladungsträger erzeugt werden, die zu kleinen elektrischen Stromflüssen führen und so Funktionsfehler oder einen Ausfall des Chips verursachen können.
Jerry
