الفضاء مكان خطير للغاية ، سواء كنت إنسانًا أو ترانزستورًا. قد تصطدم الجسيمات عالية الطاقة برواد الفضاء ، مما يتسبب في تلف الحمض النووي الخاص بهم ، ولكن نظرًا لأن أجهزة الكمبيوتر تصبح أكثر قوة (لكنها أكثر وأكثر حساسية) ؛ تتزايد مخاطر الدوائر غير المحمية. هناك العديد من الأمثلة على تعرض الأقمار الصناعية والبعثات الفضائية الآلية لجزيئات نشطة ، مع نتائج معيقة في بعض الأحيان. ليست ملايين الدولارات على المحك فحسب ، بل تتعرض الأرواح أيضًا للخطر. الآن ، باستخدام تقنية ومواد جديدة ، طور علماء جامعة نورث وسترن نوعًا جديدًا من الترانزستور مع تطور ويتم اختباره حاليًا في محطة الفضاء الدولية ...
منذ أيام قليلة فقط ، أطل شبح إشعاع الفضاء برأسه القبيح. في 4 يونيو ، ذكرت وكالة ناسا أن مركبة المريخ أوديسي كانت موجودة تحول إلى 'الوضع الآمن' بعد أن اصطدمت الدوائر الموجودة على متن المركبة الفضائية بجزيئات نشطة من الشمس أو من الفضاء السحيق. لحسن الحظ ، لتجنب أخطاء النظام ، حول القمر الصناعي نفسه إلى 'الوضع الآمن' لانتظار تحقيق من قبل مراقبة البعثة لتقييم أي ضرر. لا يُعتقد أن هذا الحدث تسبب في أي ضرر دائم لـ Odyssey ، لكنه تسبب في تأخير الاتصالات بين Earth و Phoenix.
لم تكن المركبات الفضائية الأخرى محظوظة جدًا. كان أحد أقدم الأمثلة على فشل الساتل من خلال إشعاع الفضاء هو أول قمر صناعي للاتصالات في العالم ، Telstar. في عام 1962 ، تم إطلاق هذا القمر الصناعي التاريخي لتوفير اتصالات عبر المحيط الأطلسي لأول مرة. لسوء الحظ ، تم إطلاقه بعد وقت قصير جدًا من إجراء اختبار سلاح نووي أمريكي على ارتفاعات عالية أطلق عليه اسم 'Star Fish Prime' ( انظر اللقطات الأرشيفية للاختبار ) مما أدى إلى تنشيط من صنع الإنسان لأحزمة Van Allen للأرض ، مما تسبب في حدوث شفق قطبي اصطناعي في المواقع الاستوائية مثل هاواي. لم يُعرف الكثير في هذا الوقت عن استجابة المعدات الكهربائية داخل بيئة عالية الطاقة وسرعان ما تعرضت Telstar لأضرار بالغة حيث استسلمت ترانزستوراتها لجزيئات الطاقة العالية بعد بضعة أشهر.
نظرًا لأن لدينا الآن أسطولًا ضخمًا من الأقمار الصناعية في مدار حول الأرض ، وعدد متزايد من المركبات الاستكشافية في جميع أنحاء النظام الشمسي ، فهناك العديد من نقاط الضعف أمام الجسيمات النشطة التي تقذفها الشمس.
لمعالجة هذه المشكلة ، أرسل علماء من جامعة نورث وسترن تصميمهم الجديد للترانزستور إلى محطة الفضاء الدولية في مارس على متن مكوك الفضاء إنديفور. منذ ذلك الحين تم اختبار هذه المكونات المجهرية بدقة وتعريضها لبيئة فضائية لمعرفة كيفية تفاعل المادة الجديدة.
تقليديا ، يتم تصنيع ترانزستورات الكمبيوتر من مادة ثاني أكسيد السيليكون شبه الموصلة. يستخدمها جهاز الكمبيوتر في منزلك ، وتستخدمها مهمات الفضاء السحيق مثل مهمة نيو هورايزونز بلوتو ؛ أحدثت الإلكترونيات القائمة على السيليكون ثورة في عالم الحوسبة. ومع ذلك ، فإن ترانزستورات ثاني أكسيد السيليكون عرضة للإشعاع. في حالة تأثير جسيم عالي الطاقة على أحد الترانزستورات المجهرية للملايين التي يمكن بناؤها في شريحة ميكروية ، فإن المادة القائمة على السيليكون تلتقط الجسيم ، مما يتسبب في فقدان الشحنة أو تراكم الشحنة. في كلتا الحالتين ، يعد هذا أمرًا سيئًا للحوسبة حيث يمكن أن يؤدي إلى أخطاء في الحساب.
تستخدم الترانزستورات الجديدة التي طورتها شركة Northwestern نوعًا جديدًا من مادة عازلة للكهرباء تسمى الكهرباء النانوية ذاتية التجميع (SAND). تتمتع SAND بميزة إضافية - يمكن طباعتها وهي مرنة. هذا له تطبيقات واضحة لتكنولوجيا الشاشة المسطحة وتكثيف الدوائر المعقدة إلى حد كبير في مساحة صغيرة جدًا. نظرًا لأن هذا يعد خروجًا عن ثاني أكسيد السيليكون ، فإن هذه الترانزستورات تبدو قوية جدًا عند مواجهة بيئة عالية الإشعاع هنا على الأرض.
من المتوقع أن تستغرق تجارب محطة الفضاء الدولية عامًا حتى تكتمل ، لذا سينتظر عالم الحوسبة الفضائية لمعرفة ما إذا كانت هذه التكنولوجيا الجديدة يمكن أن تحدث ثورة في الأجهزة الفضائية ، وتحمي المركبات الفضائية القيمة من ويلات الجسيمات النشطة ...
للمزيد من المعلومات:
- 'شمال غرب الترانزستورات تنطلق في الفضاء ، تسكع في محطة الفضاء الدولية' - مقال ماكورميك الإخباري
- ' إنتل تحمي الرقائق الدقيقة من الأشعة الكونية ”- الكون اليوم
مصدر: EurikAlert