Россия и Франция: космос вне политики

Россия и Франция начинают совместный проект по разработке микросхем, предназначенных для использования в космической отрасли. Причинами такого сотрудничества послужили возникающие проблемы с электроникой в космических аппаратах.

Космические риски для аппаратуры

Открытый космос наполнен излучениями. На земле от них нас спасает атмосфера, но аппараты, находящиеся на орбите земли, подвержены так называемому космическому излучению. В это излучение входят протоны (около 90%), альфа-частицы, электроны и тяжелые ядра других элементов, которые обладают огромными энергиями. Кроме этого, там же присутствует гамма-излучение.

Использовать в космосе чипы, предназначенные для условий на земле, невозможно. Частицы, бомбардируя микросхему, в лучшем случае приводят к ложному срабатыванию отдельных транзисторов, в худшем - к поломке всего чипа.

По этой причине возникают проблемы с военными спутниками. По имеющейся версии, это также повлияло на аварию с экспедицией «Фобос-Грунт».

Стандартные микросхемы даже при наличии радиационной защиты невозможно использовать в космосе, так как в таком случае защитные свинцовые пластины должны достигать такой толщины и массы, которые конструктивно невозможны для использования в оборудовании. Поэтому для работы в открытом космосе используют схемы с аппаратными, такими как дополнительный контроль тока, и программными (используя особые алгоритмы) особенностями, которые позволяют выдержать такое излучение.

Как производят «космические» чипы

Объемы производства специализированной для космоса микроэлектроники меньше промышленных в десятки тысяч раз, соответственно, цена разработки и готовых образцов становится во столько же раз дороже. Это является основной проблемой производства узкоспециализированных схем.

В настоящее время из-за отсутствия жесткого регламента Роскосмоса по техническим требованиям к элементам микроэлектроники каждый разработчик проектов в космической отрасли по собственному усмотрению и финансовым ресурсам выбирает марки и поставщиков микросхем. Небольшие объемы партий соответственно ведут к удельному удорожанию микросхем, которые в том числе и не всегда справляются с жесткими условиями открытого космоса.

Приведение всех спецификаций компонентов для бортовых космических систем к единому стандарту позволило бы отечественным производителям ориентироваться на ограниченный ряд моделей микросхем и увеличить их объем выпуска, тем самым, снизив издержки и цену соответственно. Кроме того, это ужесточило бы технические требования производимых компонентов.

Например, компания STMicroelectronics выделила отдельный завод, специализирующийся на производстве защищенных микросхем, которые соответствуют нормативным стандартам и Европейского космического агентства и американского НАСА. Его продукция серийно участвует в проектах обоих агентств и имеет умеренную стоимость.

В поддержку отечественного производства выступает тот факт, что защищенные и специализированные микросхемы также используются в военных целях, где запрещено использование зарубежных элементов.

Договор о сотрудничестве

Сложные международные политические разногласия не помешали подписанию Россией и Францией совместного исследовательского проекта в космосе. В рамках сотрудничества был заключен договор между Московским Институтом Электронной Техники и Французским Университетом имени Жозефа Фурье. Проект предполагает запуск совместного спутника для проведения ряда научных экспериментов.