این سایت در حال حاضر پشتیبانی نمی شود و امکان دارد داده های نشریات بروز نباشند
فیزیک زمین و فضا، جلد ۵۰، شماره ۱، صفحات ۲۱۷-۲۲۹
عنوان فارسی تحلیل آسیب پرتویی در طراحی سیستمی یک ماهواره در مدار GTO
چکیده فارسی مقاله تشعشعات فضایی یکی از چالش‌های طراحی ماهواره در سطح سیستم است. پرتوهای فضایی منجر به افت کارایی یا ایجاد خرابی‌های دائمی در قطعات و تجهیزات به‌کارگرفته شده در ماهواره‌ها را دارند. در مقاله حاضر با رویکرد شبیه‌سازی و محاسباتی تغییرات شار ذرات پرانرژی در مدار GTO، آسیب پرتویی تک رخدادی و بازده زیرسیستم توان ماهواره در این مدار با عمر عملیاتی مشخص تحلیل و بررسی می‌شود. در این پژوهش از نرم‌افزار تحت وب SPENVIS برای شبیه‌سازی محیط تشعشعی فضا و آسیب‌های پرتویی ماهواره GTO به‌منظور استخراج پارامترهای مقاوم‌سازی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه‌سازی تشعشعی در فاز طراحی اولیه با تأکید بر عبور ماهواره از دوکمربند تابشی ون‌آلن نشان می‌دهد بیشینه شار پروتون و الکترون‌ها از مرتبهp/cm2.s  108 می‌باشد. همچنین شار پرتوها در مدار GTO با افزایش انرژی آنها به‌شدت کاهش می‌یابد. به‌طوری‌که انرژی الکترون‌ها حداکثر تا MeV 7 و پروتون‌ها تا MeV400 است. نتایج نشان می‌دهد که برای کاهش دز به سطح krad10، حفاظی ازجنس آلومینیوم به ضخامت 6 میلی‌متر لازم است. افت حدوداً %33 کارایی برای پانل‌های خورشیدی در طول یک ‌سال یکی از چالش‌های سیستمی آسیب‌های تشعشعی بر ماهواره در این مدار است. همچنین شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهد با افزایش ضخامت حفاظ از 4 به 6 میلی‌متر نرخ کلی وقوع آسیب SEU حدود 30 درصد کاهش می‌یابد.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله مدار GTO،طراحی سیستمی،نرم‌افزار SPENVIS،تشعشعات فضایی،
عنوان انگلیسی Analysis of radiation damage of a satellite in GTO orbit: system level design
چکیده انگلیسی مقاله The space environment includes different types of particles originating from both within and without the solar system. They can categorize depending on their origin (cosmic-galactic, solar, and Van Allen belts), and can cause severe damage to electronic components or functional failure of the equipment. Therefore, the radiation environment is an important concern in the system-level design of a satellite. The correct evaluation of radiation effects should occur as early as possible in the design procedure, and be upgraded as necessary throughout the development of project phases. Space-borne technology provides global data set of uniform quality and rapid data acquisition and also, global coverage collected data is updated in every time range. Due to space standards of NASA and ESA, one of the effective factors on degradation of space systems is radiation damages. The space radiation environment varies dramatically with the latitude, longitude, and altitude of the orbit, and also varies significantly with time. Satellite in the geosynchronous transfer orbit (GTO) faces significant amounts of particles including the high-energy electrons and protons trapped in the Van Allen belts (extend from an altitude of about 640km to 580000km). These particles are the source of three kinds of damage to electronic equipment (total ionizing dose (TID), displacement damage (DD), and single event effects (SEE)). In this article, the flux of the different energetic particles in the GTO is obtained by employing SPENVIS web-based software. SPENVIS is developed by a consortium led by the Royal Belgian Institute for space aeronomy for ESA’s space environments and effect section. Results show that the radiation fluxes have very drastic changes during every orbit time due to passing through the Van Allen Belts. The maximum flux of protons and electrons is in the range of 108 p/cm2.s. The sensitive electronic components cannot tolerate the total ionizing dose made by this amount of flux density. Therefore, to reduce the dose below the specified limits by the manufacturer, an aluminum shield must be used. Results show that in order to decrease the dose below the 10krad, the thickness of the shield should be equal to 6mm. This amount of shield is much thicker than those are used in LEO (Low Earth Orbit), and increases the total mass of the satellite. Regarding electric power generated by solar panels of satellite benefiting AZUR SPACE solar cell (3G30) If the thickness of the protective coating (cover-glass) of the cells is considered equal to 100 um, the efficiency loss of. Therefore, to support the subsystems and payloads over the whole mission life, the more solar panel is needed in comparison with satellites in LEO. Besides, the simulations show that with the increase of the thickness of the shielding from 4mm to 6 mm, the overall rate of single event upset (SEU) decreases from 3.7225E-06 /bit to 2.6556E-06 /bit (about 30%).
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله مدار GTO,طراحی سیستمی,نرم‌افزار SPENVIS,تشعشعات فضایی
نویسندگان مقاله رضا امجدی فرد |
پژوهشکده سامانه‌های ماهواره، پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران.

مسعود خوش سیما |
پژوهشگاه فضایی ایران، تهران، ایران.

نشانی اینترنتی https://jesphys.ut.ac.ir/article_94146_17a04ff1aae9b8f9ea034d1f38958b65.pdf
فایل مقاله فایلی برای مقاله ذخیره نشده است
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات