تحلیل آسیب پرتویی در طراحی سیستمی یک ماهواره در مدار GTO

تشعشعات فضایی یکی از چالش های طراحی ماهواره در سطح سیستم است. پرتوهای فضایی منجر به افت کارایی یا ایجاد خرابی های دائمی در قطعات و تجهیزات به کارگرفته شده در ماهواره ها را دارند. در مقاله حاضر با رویکرد شبیه سازی و محاسباتی تغییرات شار ذرات پرانرژی در مدار GTO، آسیب پرتویی تک رخدادی و بازده زیرسیستم توان ماهواره در این مدار با عمر عملیاتی مشخص تحلیل و بررسی می شود. در این پژوهش از نرم افزار تحت وب SPENVIS برای شبیه سازی محیط تشعشعی فضا و آسیب های پرتویی ماهواره GTO به منظور استخراج پارامترهای مقاوم سازی استفاده شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی تشعشعی در فاز طراحی اولیه با تاکید بر عبور ماهواره از دوکمربند تابشی ون آلن نشان می دهد بیشینه شار پروتون و الکترون ها از مرتبهp/cm۲.s  ۱۰۸ می باشد. همچنین شار پرتوها در مدار GTO با افزایش انرژی آنها به شدت کاهش می یابد. به طوری که انرژی الکترون ها حداکثر تا MeV ۷ و پروتون ها تا MeV۴۰۰ است. نتایج نشان می دهد که برای کاهش دز به سطح krad۱۰، حفاظی ازجنس آلومینیوم به ضخامت ۶ میلی متر لازم است. افت حدودا %۳۳ کارایی برای پانل های خورشیدی در طول یک سال یکی از چالش های سیستمی آسیب های تشعشعی بر ماهواره در این مدار است. همچنین شبیه سازی ها نشان می دهد با افزایش ضخامت حفاظ از ۴ به ۶ میلی متر نرخ کلی وقوع آسیب SEU حدود ۳۰ درصد کاهش می یابد.