硅鍺技術將使電子系統抵抗極端環境
2010/12/6 9:32:42
安德魯·柯斯是馬歇爾航天中心技術主管，也是NASA的項目主管。他解釋說，大部分符合軍方規格的電子設備所適應的溫度范圍在零下55攝氏度到125攝氏度之間，而在深太空，不僅溫度遠遠超過了這個范圍，同時還存在很強的輻射。月球表面溫度在零下180攝氏度到120攝氏度之間，而極端環境小組開發的硅鍺電子設備正是在這一溫度范圍內可靠工作，并且對各種輻射的抵抗和免疫能力也很高。
該項計劃領導者、佐治亞理工學院電子與計算機工程系教授約翰·克雷斯勒表示，計劃的總體任務是為NASA開發一種終端對終端解決方案(end-to-endsolution)。這是一個針對太空任務而建立的實驗性基礎設施框架，包括了所需要的每件事物，以制造適應深太空極端環境的電子設備。
“研究小組使用了IBM已經成熟的0.5微米硅鍺技術。”克雷斯勒說，“它并沒有改變硅鍺晶體管的基本組成，而是設計了一種新型線路來改變硅鍺的自然屬性。新方法集成了終線路，這樣制造的電子系統能可靠抵抗太空極端環境。”
硅鍺合金結合了普通的微芯片材料和納米鍺，關鍵性質是堅固強韌，在沒有輻射防護或溫度極低條件下仍能正常工作。與傳統方法相比，硅鍺電子設備在降低重量、減小尺寸和復雜性，降低能耗與成本、提高可靠性和適應性方面都具有很大優勢。
研究人員基于一種硅鍺(SiGe)技術，開發出針對太空電子設備的新路線，能適應巨大的溫度變化并抵抗高強太空輻射，也將改變航空工具和太空儀器的設計方向。該計劃結束后，研究人員向NASA提供了一套模型工具、線路設計、集成技術、系統/亞系統，并附上一份大綱說明，證明這些部分可以用于太空。此外，研究小組還給NASA配備了一套功能性的原型——硅鍺遙遠電子學裝置(REU)，其由硅鍺微芯片制造，并在模擬太空環境中成功進行了實驗。
NASA近對新型硅鍺電子設備進行了評估，確定技術完善水平為6級，這意味著線路已經被集成為亞系統，在相關環境中經過了測試。下一步將向7級水平邁進，包括將硅鍺線路裝入太空飛行工具進行測試；若到了8級水平，則表明新技術已經足夠成熟，可以被安裝到一個完整的空間任務工具上；而9級水平的技術可以用于例行性基礎任務。
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