Strahlungseffekte & COTS-Qualifizierung
Auch bekannt als TID, SEU, SEL, SAA
Gesamtdosis (TID), Single-Event-Effekte (SEE), Südatlantische Anomalie (SAA) und Schutzschaltungen.
- Dokument
- SQ-EN-005
- Aktualisiert
- Lesezeit
- 1 min
In diesem Reiter
Ionisierende Gesamtdosis und Einzelereigniseffekte im LEO
Auf sonnensynchronen Umlaufbahnen in Höhe verfügt ein PocketQube nur über eine verhältnismäßig dünne Abschirmung — oft lediglich Aluminium oder FR-4 —, doch begrenzt seine kurze Bahnlebensdauer () die kumulative ionisierende Gesamtdosis (Total Ionizing Dose, ) auf rund [1]. Die meisten modernen kommerziellen Standard-CMOS-Bausteine () wie Mikrocontroller, Transceiver und LDO-Spannungsregler überstehen ohne parametrischen Ausfall[2].
Die maßgebliche Strahlungsgefahr im niedrigen Erdorbit geht stattdessen von Einzelereigniseffekten (Single-Event Effects, ) aus, ausgelöst durch hochenergetische Protonen () in der Südatlantischen Anomalie (SAA) sowie durch galaktische kosmische Strahlung nahe den Polen[3]:
- Single-Event Upset (): Nichtzerstörendes Kippen einzelner Bits in SRAM-Zellen, Prozessorregistern oder Flash-Konfigurationszellen.
- Single-Event Latch-up (): Zünden einer parasitären Thyristorstruktur in Bulk-CMOS-Schaltkreisen, die einen niederohmigen Kurzschluss zwischen Versorgungsspannung und Masse erzeugt und den Baustein thermisch zerstört, sofern der Strom nicht innerhalb weniger Millisekunden abgeschaltet wird.
Schaltungstechnische und architektonische Schutzmaßnahmen
- Zweigweise Überstromabschaltung und Power Cycling: Jeder -Versorgungszweig auf dem EPS wird über einen schnellen Strombegrenzungsschalter () geführt, der einen Latch-up-Strom sofort löscht und den Zweig nach einer Abkühlverzögerung wieder zuschaltet[2].
- FRAM und MRAM für kritische Zustandsdaten: Ferroelektrischer Speicher (z. B. die Serie TI MSP430FR oder externer SPI-FRAM) speichert Boot-Zähler, Bahnparameter und Konfigurationstabellen in Polarisationszuständen, die unempfindlich gegenüber protoneninduzierten Bitkippern sind, ergänzt durch dreifache modulare Redundanz (TMR) und zyklisches CRC-32-Scrubbing[3].
Literaturverzeichnis
- [1]European Cooperation for Space Standardization. (2020). ECSS-E-ST-10-04C Rev.1: Space engineering — Space environment. ESA Requirements and Standards Section.ecss.nl(abgerufen am 20. Oktober 2026)
- [2]nadir lab. (2026). PocketQube-class picosatellites: architecture, flight heritage, and a multi-method post-flight analysis of Grizu-263A [Preprint]. nadir lab. Research Monographs (SQ-R-001).Auf nadir lab. lesen
- [3]NASA Small Spacecraft Systems Virtual Institute. (2026). Small Spacecraft Avionics. State-of-the-Art of Small Spacecraft Technology (2026 edition), Chapter 8. NASA Ames Research Center.nasa.gov(abgerufen am 20. Oktober 2026)
Diesen SatWiki-Eintrag zitieren
@misc{nadirlab2026radiation,
author = {{nadir lab.}},
title = {{Strahlungseffekte \& COTS-Qualifizierung}},
year = {2026},
month = oct,
howpublished = {nadir lab. SatWiki SQ-EN-005 (Rev. 1)},
url = {https://nadirlab.space/de/wiki/radiation-effects/}
}nadir lab. (2026). Strahlungseffekte & COTS-Qualifizierung. nadir lab. SatWiki (SQ-EN-005, Rev. 1). https://nadirlab.space/de/wiki/radiation-effects/
TY - ENCYC AU - nadir lab. TI - Strahlungseffekte & COTS-Qualifizierung T2 - nadir lab. SatWiki PY - 2026 ET - Rev. 1 C1 - SQ-EN-005 UR - https://nadirlab.space/de/wiki/radiation-effects/ ER -