卫星在送上太空之前要先经过各种严格测试,过去,太空电子组件的抗辐射测试都送往欧美国家,然而从现在开始,交给当地团队即可。国研院太空中心今(23日)与林口长庚医院放射医学研究所、长庚大学放射医学研究院签署合作协议书(MOA),长庚团队将提供高能质子照射实验室,协助执行国内自主开发太空电子组件之抗辐射测试。
太空电子系统与地面电子系统完全不同,太空中的电子组件面临极严苛环境,包括高能辐射轰炸、高能粒子撞击、剧烈温度变化等,当各种辐射及高能粒子照射在硅芯片上,会形成不可预测的电流,改变电子组件信号而造成系统功能失常,轻者需重新开机恢复正常运行,严重可能造成电子组件损坏,使卫星无法执行任务。
虽然太空电子组件都有降低辐射影响的保护设计,但最好仍先当地面进行一系列测试,包括:震动测试、热循环测试、热真空测试、抗辐射测试,才能保证卫星安危。国研院太空中心主任林俊良指出,大部分测试都可以在卫星整测厂房中完成,唯独缺乏仿真太空环境的高能粒子照射设备,因此抗辐射测试过去都交由欧美先进国家,往往大幅拉长研发进程,也增加发展成本。
现在,医学与太空的跨领域合作,让我们终于可以当地测试。
林口长庚医院前几年引进最先进的“质子放射治疗设备”,原是用来肿瘤放射治疗,但院方除了规划4间治疗室供临床使用外,还配置了第5间照射室“粒子物理暨照射核心实验室”作为研究用途,可提供更稳定的射束及更具弹性的照射条件进行抗辐射测试,在太空中心技术协助下,长庚团队将以高能质子射束仿真太空环境,执行国内自主开发太空电子组件之抗辐射测试。
不过环境中的高能辐射并不只存在于太空,高空约10公里处会有宇宙射线造成的二次粒子,地面上也会有地球大气层和磁场挡不住的中子,据估计,地面中子约有万分之五机率导致电子组件故障,因此该实验室除了测试太空电子组件外,也提供地面、高山、飞行高度之微电子抗辐射测试。
(首图来源:科技新报)