Космическое пространство, на первый взгляд, может показаться относительно «гостеприимным и спокойным», но на самом деле — это чрезвычайно агрессивная среда. Невидимое излучение представляет собой большую проблему как для астронавтов, так и для научно-исследовательских приборов. Внедрение огромного количества электронных устройств для того, чтобы максимально оградить астронавтов от последствий, связанных с космическим излучением, позволяет снизить риски, однако не исключить их полностью.
Каждый активный элемент в космосе постоянно подвержен этим рискам. И не важно, это космический аппарат «Розетта», «охотящийся» на комету, или телекоммуникационный спутник. Эти риски значительно усложняют работу проектировщиков космических приборов, предназначенных для сбора важной информации и предоставления жизненно важных услуг, на создание которых уходят миллионы долларов.
Помимо риска столкновения с другими объектами в космосе, принято выделять следующих «врагов» электронных устройств: пустой вакуум, резкие перепады температуры, метеориты и радиационные повреждения.
Колебания температуры в космическом пространстве могут быть огромны. Если астронавт повернут лицом к Солнцу, то температурная разница элементов его скафандра на груди и спине может достигать 135 С. Вакуумную силу в космосе также не стоит недооценивать — она настолько велика, что любой негерметизированный прибор тут же развалится на куски. Чувствительность к вакууму и изменению температур довольно просто контролировать к помощью бортовых устройств.
Столкновения с метеоритами сложно спрогнозировать, но такие случаи довольно редки. Наибольший ущерб наносит непрерывный поток излучения, состоящего из частиц высоких энергий. Именно эти частицы являются основным «врагом» электроники, так как они способны привести к сбоям в работе и в конечном итоге к полному выходу из строя.
Принято различать три основных источника излучения в космическом пространстве. Первый источник представлен галактическими частицами, образующимися в пределах Млечного Пути, а также частицами, образовавшимися вне галактики. Эти частицы могут обладать высокой энергией (например, частица «Oh-My-God», энергия которой эквивалента «кирпичу, падающему на палец ноги»). Второй источник — это солнечные частицы, формирующие солнечный ветер. Несмотря на то, что они обладают более низкой энергией, их воздействие велико, ввиду численности. Третий источник состоит из пойманных в «ловушку» частиц, формирующих невидимые «пояса» вокруг планет с достаточно сильным магнитным полем, к числу которых, например, относится Земля. Последние два источника находятся в прямой зависимости от солнечной активности, изменяющейся в рамках 11-летнего цикла.
Такие частицы могут изменять параметры и информацию, хранящуюся в памяти и процессорах цифровых устройств, в результате чего электроника может перестать функционировать даже на самом базовом уровне. Единственный способ борьбы с такого рода повреждениями заключается в использовании огромного количества ячеек памяти для хранения одной и той же информации.
Аккумуляция повреждений, связанных с частицами высоких энергий, в приборах с зарядовой связью (к ним относятся, например, цифровые камеры), больше всего волнует учёных, так как от точности именно этих данных зависит очень много.
