科罗拉多州戈尔登-美国国家航空航天局的欧罗巴快船目前正在前往木星的途中，离开时携带的设备不太令人满意且易受木星强烈辐射的影响2024年10月14日，该航天器的升空在很多方面都可以说是一项千载难逢的事业但是，欧罗巴快船团队了解航天器的脆弱性并设计问题解决方案的巧合方式为未来前往恶劣高辐射太空目的地的民用任务提供了新的经验教训。这些经验教训包括必要的测试程度，而不仅仅是简单地依靠“军用规范”（Mil Spec）标准来确保硬件具有足够的抗辐射能力Mil Spec是“军事规范”的缩写，是美国国防部颁布的一套标准和规范，旨在确保航空航天中使用的零件的质量、可靠性和兼容性欧罗巴快船将于2030年4月抵达木星，然后对木星神秘的卫星之一欧罗巴进行反复的近距离飞行，欧罗巴似乎拥有一个可能适合生命存在的内部海洋。从发射到2034年6月结束的主要任务，对欧罗巴快船的投资高达52亿美元
美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）由加利福尼亚州帕萨迪纳的加州理工学院管理，与马里兰州劳雷尔的约翰·霍普金斯应用物理实验室（APL）合作，领导了欧罗巴快船任务的开发但是，让欧罗巴快船离开地球并前往目的地，是一个由迅速组建的“老虎队”专家在最后一刻绞尽脑汁的故事，以确保航天器能够执行任务Europa Clipper正在运输有缺陷的金属氧化物半导体场效应晶体管。在电子术语中，它们被称为MOSFET。它们在电子电路中起着至关重要的作用，可以实现放大、开关和信号处理等应用。Europa Clipper中嵌入了大约1500个n沟道MOSFET如果不是2024年5月初的一次专家聚会上走廊里的闲聊，喷气推进实验室永远不会知道MOSFET有故障，当时一家代表国防部进行测试的公司的一名员工向喷气推进实验室的一名与会者询问喷气推进实验室是如何处理问题的问题是：MOSFET被发现在比其生产商最初声称的辐射总剂量低得多的情况下发生故障“所以，向我们暗示这一点的人可能认为我们已经知道了，”喷气推进实验室的资深人员、该组织行星科学理事会的总工程师Søren Madsen回忆道。“我们只是没有听说过，”他告诉《太空新闻》，“所以这有点巧合。”
但这一发现引发了一个大问题，马德森说：“我想知道我们是否有问题？”
Data analysis and modeling找到答案促使马德森迅速成立了一个由喷气推进实验室、美国国家航空航天局和APL专家组成的大型老虎队领导小组很快，他们就整理出了欧罗巴快船的完整零件清单。欧罗巴快船任务项目经理乔丹·埃文斯说：“我们知道航天器和仪器上的所有MOSFET。然后我们复制了测试结果，结果表明，是的……我们有问题。”老虎队成员柯蒂斯·陈说，“这绝对不同于我的日常工作”，他是一名喷气推进实验室的工程师，曾为火星着陆器的雷达工作，并从事地球科学仪器的研究。“试图弄清楚发生了什么，这绝对是一个有趣的挑战，”他告诉SpaceNews，并解决了“显然是一个巨大的问题”
陈沉浸在数据分析和建模、JPL可用的辐射测试晶体管以及MOSFET供应商的数据中，JPL拒绝透露该供应商的身份，但该供应商也与Tiger Team成员合作深入研究了这个问题陈说：“我们最初希望的不是一个简单、干净的解决方案。事实并非如此。”。“我们让一大群人查看电路图并进行模拟，只是为了弄清楚如果晶体管性能不完全符合我们的期望，会发生什么。这可以吗……或者不可以？”
Survey testing老虎队队长马德森在5月初的几天内说：“我们突然意识到我们得到了意想不到的结果。在某些情况下，情况并没有我们想象的那么糟糕。但也有一些情况比我们想象的更糟，”他说Madsen说，有问题的MOSFET的身份不明的分包商虽然不是老虎队的一部分，但非常开放和有建设性。“显然，我们希望从一开始就没有这个问题。”
让老虎队任务更加艰巨的是，该团队很早就意识到，JPL只有大约三分之一的零件库存用于测试目的，这引发了人们对安装在欧罗巴快船上的组件是否与存储中的组件性能相同的质疑“有时我们有相同的零件号。但不同的批次日期代码会有不同的表现，”Madsen说，也就是说，有些在辐射剂量下表现更好，而另一些则更差与此同时，随着老虎队继续进行测试、故障排除和审议，欧罗巴快船于5月23日飞往肯尼迪航天中心，为10月在SpaceX猎鹰重型Block 5上发射到木星做最后准备
“这是一场冲向终点线的比赛，”马德森说
Europa Clipper的几乎所有飞行系统和仪表系统电子设备以及其他关键物品都被封闭在一个由1/3英寸厚（9.2毫米）的铝锌合金板制成的拱顶中。该保险库保护易受攻击的电路和其他关键组件免受木星的强烈辐射Madsen说：“如果我们必须打开主保险库，那将是一件大事。”他解释说，他们可能不得不将航天器运回喷气推进实验室，用更好的MOSFET替换有问题的MOSFET，并重新进行飞行资格测试马德森评论道：“这是否意味着（发射窗口）会推迟两年，我不是问这个问题的合适人选。但无论如何，这都是一件大事。”最后，欧罗巴快船老虎队找到了一种方法，可以在不打开保护库的情况下缓解问题，为行星际探测器的离开开绿灯
解决方案包括对组件进行退火，或在低辐射暴露期间使用航天器的电路对其进行加热，以便在高辐射条件下使其硬化强烈的辐射水平与你离木星有多近有很大关系。航天器离木星越远，辐射剂量就会急剧下降。因此，该团队开发了一种解决方案，即在不受辐射的情况下打开零件和电路进行预热，Madsen说。“通过加热它们，可以加速退火过程。”
在辐照条件下进行地面测试的欧罗巴快船电路上评估了开启、关闭策略。分析了大约200个独特的电路。但马德森建议，缓解小组成员得出结论，如果没有帮助，其中少数人将无法做到。他说，已经确定欧罗巴快船可以提供额外的电力，在需要时选择性地加热电路，并有足够的余量来帮助退火过程马德森说：“我们最终得到了每个人都尊重的非常好的决策标准。我们没有任何异议。”马德森将于3月21日被授予国家太空俱乐部；基金会诺曼·L·贝克宇航工程师奖，以表彰他对欧罗巴快船MOSFET老虎队的技术领导MOSFET辐射硬度风险（及相关咬指甲）的评估已于8月底结束JPL欧罗巴快船任务和老虎队领导层于8月27日与美国国家航空航天局官员一起审查了他们的工作。与会者一致认为，航天器计划进行的科学研究的风险低得可以接受。发射准备工作已获批准至于学到的教训，马德森拿出他的肥皂盒。他说：“我们发现军用规范标准测试不太适合民用卫星。”欧洲快船任务的喷气推进实验室项目经理埃文斯也持类似观点Evans说，为了满足军用规范的要求，制造MOSFET晶片，将其切成碎片以生产MOSFET封装。它们被给予高剂量率的辐射，在室温下放置100小时，然后可以使用埃文斯说：“这就是军用规格。”埃文斯补充道：“就我们而言，我们根据合格的晶圆从目录中订购了它们。”。埃文斯解释说：“现在我们了解到，随着时间的推移，晶片会随着时间的流逝而退化，执行像我们这样的任务，在强烈的辐射环境中前往木星，我们必须重新考虑是否应该购买那些军用标准的零件。”在包装并放在架子上一段时间后，它们不符合团队的需求埃文斯说，欧罗巴快船的赛道可以承受比米尔-斯皮克更多的压力。“我们一条一条地穿过赛道。这就是我们找到解决办法的方式。”
Evans的结论是：“如果你觉得自己容易受到军用规范认证方法的影响，可以考虑对这些零件进行额外的测试，看看它们是否符合你的环境要求以及你将在其中使用它们的电路。”
埃文斯说，一旦欧罗巴快船在木星值班，“我有充分的理由相信，在主要任务结束时，我们将拥有一艘健康的航天器。”与此同时，欧罗巴快船号正按计划于3月1日飞越火星表面，为木星提供重力辅助，在此期间，该团队将测试其几台仪器，然后前往木星的长途飞行就在前方RelatedEuropa Clipper passes pre-launch review
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