國內(nèi)外大量的空間飛行實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，空間環(huán)境通過單粒子（SEE）和充放電（SESD）兩種方式導(dǎo)致了較多的航天器故障，并且均主要為星用電子設(shè)備出現(xiàn)數(shù)據(jù)或邏輯狀態(tài)跳變、工作模式非受控切換、執(zhí)行機(jī)構(gòu)操作異常等可恢復(fù)性“軟錯(cuò)誤”故障，如歐洲的TELECOM系列通信衛(wèi)星、美國的S-NPP衛(wèi)星、國內(nèi)的“地球空間探測(cè)雙星”、某型號(hào)試驗(yàn)星等。但是長期以來，學(xué)術(shù)界和工程界將此二者分割開來研究與應(yīng)用，不了解二者誘發(fā)航天器故障宏觀現(xiàn)象上的關(guān)聯(lián)與區(qū)別，更不清楚二者微觀作用機(jī)制上的異同，即對(duì)二者的認(rèn)識(shí)是混淆不清的，將大量的此類“軟錯(cuò)誤”故障簡(jiǎn)單地歸為單粒子所致。這種現(xiàn)狀對(duì)數(shù)量較多既遭受單粒子又遭受充放電作用的中高軌航天器造成重大隱患，如何及時(shí)正確診斷在軌由空間環(huán)境誘發(fā)故障的原因，如何全面準(zhǔn)確評(píng)估研發(fā)中的航天器面臨的兩類“似同非同”的空間環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，又如何針對(duì)此兩類空間環(huán)境危害進(jìn)行無死角的綜合防護(hù)設(shè)計(jì)，均是困惑國內(nèi)外航天界的重大難題。

圖1. 空間環(huán)境通過不同方式誘發(fā)在軌衛(wèi)星故障的比例

　　空間中心復(fù)雜航天系統(tǒng)電子信息技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室陳睿副研究員、韓建偉研究員團(tuán)隊(duì)以典型星用SRAM存儲(chǔ)電路和運(yùn)放線性電路為例，首次研究揭示了單粒子和充放電兩種空間輻射效應(yīng)導(dǎo)致星用電路“軟錯(cuò)誤”的特征規(guī)律、敏感區(qū)域以及損傷機(jī)制的關(guān)聯(lián)性與區(qū)別，為全面厘清二者誘發(fā)星用電子器件錯(cuò)誤和設(shè)備故障的異同規(guī)律及機(jī)理、建立全面評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)、正確防護(hù)設(shè)計(jì)和準(zhǔn)確診斷在軌故障的技術(shù)方法提供重要參考和理論支持。

圖2. SEE與SESD作用SRAM電路（上）和運(yùn)放電路（下）的原理過程

圖3. SEE（上）和SESD（下）作用致SRAM錯(cuò)誤數(shù)與錯(cuò)誤類型

圖4.SRAM（左）和運(yùn)放（右）的輻射薄弱區(qū)域： SEE敏感區(qū)域（上）和SESD敏感區(qū)域（下）

　　該研究得到國家自然科學(xué)基金青年基金、面上項(xiàng)目以及中科院復(fù)雜航天系統(tǒng)電子信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基金的資助。相關(guān)成果發(fā)表于空間抗輻照領(lǐng)域國際頂級(jí)刊物IEEE Transactions on Device and Materials Reliability[1]和Electronics[2]上。

　　[1] Chen R, Chen L , Han J W , et al. Comparative Study on the Transients Induced by Single Event Effect and Space Electrostatic Discharge[J]. IEEE Transactions on Device and Materials Reliability, 2019, PP (99):1-1.

　　[2] Chen R, Chen L, Han J W, et al. Comparative Study on the "Soft Errors" Induced by Single-Event Effect and Space Electrostatic Discharge [J]. Electronics, 2021, 10(7):802.

　　論文鏈接：

　　[1] https://ieeexplore.ieee.org/document/8889730

　　[2] https://www.mdpi.com/2079-9292/10/7/802/htm

　　（供稿：系統(tǒng)室）