شبیه‌سازی اثر تشعشعی دز یونیزان کل بر ماهواره مخابراتی با جعبه ابزار GEANT4

نویسندگان

پژوهشکده سامانه های ماهواره

10.22052/4.3.29

چکیده

محیط فضا شامل منابع مختلف تشعشعات است که انواع مختلفی از ذرات را منتشر می­کنند. به دلیل سرعت و انرژی زیاد، این ذرات فضــایی می­توانند موادی که با آن­ها برخورد می­کنند را به روش­های مختلف تحت تأثیر قرار دهند. یکی از مهم­ترین آسیب­ها که تجهیزات الکترونیکی فـضایی را تحت تأثیر قرار می­دهد، دز یونیزان کل است. در این مقاله اثرات دز یونیزان کل برای یک ماهواره با هندسه­ای واقعی شبیه­سازی شده است. با توجه به شرایط تشعشعی برآورد شده، میزان موفقیت برای ماهواره فوق ارزیابی شده است. مدل کردن این اثرات با جعبه ابزار GEANT4 و روش مونت­کارلو انجام شده است. در این جعبه­ابزار شبیه­سازی­ها با استفاده از زبان برنامه نویسی C++ انجام می­شود. نتـایج شـبیه­سازی­ها نشان می­دهد که حداکثر rad 3 طی یک مأموریت 3 ساله در مدار 500 کیلومتردر حجم حساس دز القا خواهد شد. پس از صحت­سنجی نتایج، مشخص گردید که استفاده از قطعات تجاری در مدار مأموریت فوق، با لحاظ نمودن حداقل ضخامت حفاظِ در نظر گرفته شده، امکان­پذیر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Simulation of total ionizing dose radiation effect on telecommunication satellite by GEANT4

نویسندگان [English]

  • Sassan Zamani moghaddam
  • Reza Amjadifard
  • Masoud Khoshsima
چکیده [English]

The Space Environment consists of various radiations sources which emit different types of particle. Due to their high energy and high speed, these space particles can affect materials which they impact, in different ways. One of the most important damages which affect electronic instruments is Total Ionizing Dose (TID).In this article, modeling of these effects is performed by GEANT4 toolkit and Monte Carlo method. This toolkit performs simulations by using C++ programming language. Total Ionizing Dose effects are simulated for an operational satellite. Regards to considered conditions, failure or success probability in worst case has been analyzed. Based on ECSS, results satisfy standard and mission requirements.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Total Ionizing Dose
  • Satellite
  • radiation
  • GEANT4

مراجع

[1] W, R. Leo. Techniques for Nuclear and Particle Physics + Experiments. 2nd, Springer-verlag Berlin Heidelberg GmbH,(1994). [2] H, Cember. Introduction to health Physics. 4th,McGraw Hill Companies-Medical, (2009). [3] E.M.A. Hussein. Computed Radiation Imaging, Elsevier Insights, (2011). [4] European Cooperation for Space Standardization. Calculation of radiation and its effects and margin policy handbook, ECSS-E-HB-10-12A, (2010). [5] A. Marinan, K. Cahoy. From CubeSats to Constellations: Systems Design and Performance Analysis, (Master of Science), Department of Aeronautics and Astronautics, (2013). [6] Ö. Amutkan. Space Radiation Environment And Radiation Hardness Assurance Tests of Electronic Components to be Used In Space Missions, The Graduate School Of Natural and Applied Sciences of Middle East Technical University, (2010). [7] J. Datta. Key to Aluminium Alloys, 5th Ed., Aluminium-Verlag, (1997). [8] K. Iguchi, V.C. Parro, L.P. Da Silva, F. de Oliveira, H.Y. Kim. Development of a hybrid algorithm for time resolved stellar photometry from space images, xxix Simposio Brasileiro de telecommunicacoes, (2011). [9] R. Galindez, T. Davis. Tactical satellite 3 CDL communications, a communications link for mission utility, Military Communications Conference, MILCOM, IEEE, (2007). [10] C. Morrell. Analysis of the space radiation environment across a solar cycle, Department of Physics, University of Surrey, Guildford, Surrey, (2004). [11] C.I. Underwood. Cosmic Ray Astronomy, Lecture for Detection and Measurementin Astronomy module, Department of Physics, University of Surrey, (2003). [12] European Cooperation for Space Standardization. Calculation of radiation and its effects and margin policy handbook. ECSS-E-ST-10-04C, (2008), p64. [13] D. Burlyaev. System-level Fault-Tolerance Analysis of Small Satellite On-Board Computer, M. Sc Thesis, Delft University of Technology, (2012). [14] Practice NO. PD-ED-1258, Space Radiation effects on electronic components in low-earth orbit,(1996). [15] Y. M. Seo, Y.H. Kim, S.H. Park, J. Seon. Cumulative Ionizing effect from solar-terrestrial charged particles and cosmic rays for CubeSats as simulated with GEANT4. Current Applied Physics, (2012), 1541-1547. [16] European Cooperation for Space Standardization. Space product assurance.ECSS-Q-ST-60-15C, (2012).

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار