Ich habe auf http://www.nasa.gov/mission_pages/shuttle/flyout/flyfeature_shuttlecomputers.html einen Artikel über die GPCs des Shuttles und wie sie sich im Vergleich zu kommerziell hergestellter Hardware schlagen, gelesen und fand ihn ziemlich interessant. Eine Sache, die meine Aufmerksamkeit erregte, war, dass sie viele Probleme mit ihren handelsüblichen Laptops (IBM/Lenovo Thinkpads) haben, die durch Strahlung verursacht werden, wobei der Speicher in jeder Maschine normalerweise 2-3 Mal pro Mission (und a viel mehr auf Hubble-Missionen), mit hoher Wahrscheinlichkeit, dass es beim Überqueren der Südatlantik-Anomalie passieren wird.
Das hat mich zum Nachdenken gebracht. Die Thinkpads sind, wie die meisten handelsüblichen Computer, aus Kunststoff. Sicher, sie haben eine HF-Abschirmung, aber die dient hauptsächlich dazu, die Regulierungsbehörden in Bezug auf HF-Emissionen zu beruhigen, und würde wenig bis gar keinen Strahlenschutz bieten.
Es gibt jedoch Laptops mit Metallgehäusen auf dem Markt (insbesondere die Apple-Laptops, die aus einem gefrästen Aluminiumblock bestehen).
Hält eine handelsübliche Maschine in einem Metallgehäuse im Weltraum besser stand als eine ansonsten identische Maschine in einem Kunststoffgehäuse? Ich verstehe, dass einige Kunststoffe sehr wirksame Strahlungsblocker sein können und Metalle die Situation sogar verschlimmern können (obwohl ich keineswegs ein Experte für Kernphysik bin, ich bin nur interessiert). Gibt es Fälle, in denen ein mit Metall verkleideter Laptop in den Weltraum ging, und wenn ja, wie hat er sich im Vergleich zu den mit Kunststoff verkleideten Thinkpads gehalten?
Entschuldigung, wenn dies die falsche SE-Site ist, um dies zu stellen, aber obwohl es sich um Computer handelt, liegt die Antwort auf diese Frage meiner Meinung nach in der Physik, daher scheint es mir, dass dies der richtige Ort ist, um eine solche Frage zu stellen .
Die schlechte Nachricht: Die Weltraumstrahlung ist viel härter als die langweiligen Gammastrahlen unserer primitiven Kernreaktoren. Weltraumstrahlung hat viel höhere Energieniveaus, und Sie können sie nicht vollständig abschirmen, selbst mit 10 Metern Blei (was für Neutronen tatsächlich nicht sehr effektiv ist).
Die gute Nachricht ist, dass beispielsweise ein einzelnes Gammaphoton normalerweise keinen Speicherfehler von sich aus einführt, selbst wenn es direkt durch eine Speicherzelle geht. Das eigentliche Problem ist Bor. Wenn das stabile Isotop 10 B ein Neutron aus der Weltraumstrahlung einfängt, zerfällt es in Lithium und ein Alphateilchen (und ein „harmloses“ Gammaphoton). Dieses Alpha-Teilchen ist dasjenige, das weiche Fehler verursacht, weil es schwer ist und beim Durchgang große Schäden an Halbleitern anrichtet.
Die Lösung besteht darin, nur 11 B in ICs zu verwenden. (Bor wird in Gehäuse- und Isolationsschichten auf den ASICs verwendet.)
Ein weiteres Problem, das in einigen Fällen spezielle ASIC-Designs (natürlich zu Sonderpreisen) erfordert, ist Photostrom - Gammastrahlen sind wie Licht und erzeugen direkt im Siliziumchip (wie in einer Solarzelle) Strom, der zufällig Transistoren einschalten kann an. In einigen Fällen können zwei zufällig eingeschaltete Transistoren die Stromschiene gegen Masse kurzschließen, und der Chip verbrennt zu Asche (= Latchup; tritt normalerweise bei "parasitären" BJT-Transistoren in MOSFETs auf).
Und schließlich besteht eine gängige Lösung darin, ECC-Speicher überall zu verwenden, wodurch Fehler unterwegs automatisch behoben werden können.
Alan Römer
Durchbruch
David z
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen