أشباه الموصلات المقاومة للإشعاع من إنفينيون تزوّد تلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي التابع لناسا بالطاقة

أخبار ar.wedoany.com، أشباه الموصلات عالية الموثوقية (HiRel) المقاومة للإشعاع من شركة إنفينيون تكنولوجيز (Infineon Technologies) انطلقت إلى الفضاء على متن تلسكوب نانسي غريس رومان الفضائي (Nancy Grace Roman Space Telescope) التابع للإدارة الوطنية للملاحة الجوية والفضاء (NASA). أُطلق التلسكوب من مركز كينيدي للفضاء (Kennedy Space Center) في فلوريدا، متجهًا إلى نقطة لاغرانج الثانية بين الشمس والأرض (L2) على بُعد أكثر من 1.5 مليون كيلومتر من الأرض. ستوفر ظروف الجاذبية المستقرة ومجال الرؤية الواسع غير المحجوب عند نقطة L2 الدعم اللازم لتنفيذ التلسكوب لبرنامجه في أبحاث الفيزياء الفلكية.

خارج المجال المغناطيسي الواقي للأرض، توجد جسيمات عالية الطاقة قد تتسبب في تدهور الأداء الكهربائي لأشباه الموصلات، وقد تؤدي إلى ضرر دائم أو فشل كامل. لا تعتمد منتجات إنفينيون المقاومة للإشعاع على وسائل حماية خارجية واحدة، بل صُممت على مستوى بنية المكوّن لتحمّل هذه الظروف التشغيلية من خلال تصميم يراعي مقاومة الإشعاع.

تواصل هذه المهمة مسيرة مشاركة إنفينيون الطويلة في مجال إلكترونيات الفضاء منذ سبعينيات القرن الماضي. وقد زوّدت الشركة مئات المهام الفضائية بمكونات مقاومة للإشعاع، بما في ذلك أقمار الملاحة ومحطة الفضاء الدولية (International Space Station) وبرنامج أرتيميس (Artemis) التابع لناسا، حيث تجاوز إجمالي المسافات المقطوعة لهذه المكونات خارج الأرض 20 مليار كيلومتر.

تشمل مكونات HiRel المستخدمة في تلسكوب رومان الفضائي أشباه موصلات للطاقة مقاومة للإشعاع ومتوافقة مع متطلبات MIL-PRF، وقد خضعت لاختبارات توصيف الجرعة الإشعاعية الكلية (TID) وتأثيرات الجسيمات المفردة (SEE). تدعم هذه المواصفات ونتائج التوصيف الهوامش الكهربائية وموثوقية التشغيل اللازمة لتشغيل التلسكوب لفترات طويلة عند نقطة L2.

من المتوقع أن ينقل التلسكوب حوالي 1.4 تيرابايت من البيانات العلمية الأولية يوميًا إلى محطات أرضية موزعة في نيومكسيكو وأستراليا واليابان. ويُعد الحفاظ على إمداد طاقة مستقر للأدوات العلمية والمعدات الإلكترونية للمعالجة وأنظمة الاتصالات أمرًا بالغ الأهمية للحفاظ على هذا المعدل من نقل البيانات طوال فترة المهمة.

تشتمل محفظة منتجات HiRel من إنفينيون على ترانزستورات MOSFET للطاقة من السيليكون المقاومة للإشعاع، وترانزستورات نيتريد الغاليوم (GaN)، ومشغلات البوابات، والمرحلات ذات الحالة الصلبة، والثنائيات، مع نظام دعم يشمل التصنيع الداخلي واختبارات الإشعاع وضمان توافر المنتجات على المدى الطويل. ومن بين المكونات الرئيسية ترانزستور GaN بجهد 100 فولت من الفئة JANS، وهو مصنّع داخليًا في إنفينيون ومعتمد وفق معيار MIL-PRF-19500.

تتيح تقنية GaN تقليل خسائر التبديل مع تحقيق ترددات تبديل أعلى وكثافة طاقة أكبر. وعند استخدامها في أنظمة الطاقة الفضائية، تسهم هذه الخصائص في تقليل الحاجة إلى المكونات المغناطيسية، مما يساعد على خفض وزن وحجم النظام؛ ويُعد هذان العاملان من اعتبارات التصميم المهمة للمهام الفضائية التي تخضع لقيود صارمة على الكتلة والمساحة.