Fachgruppe Strahlungstest
Strahlungseffekte stellen die wohl anspruchsvollste Umgebung im Weltraum dar und müssen bei jeder Art von Weltraummission berücksichtigt werden, sei es die Entwicklung einer einfachen experimentellen Nutzlast oder eines zuverlässigen und wichtigen Subsystems für das Raumfahrzeug. Der Einsatz handelsüblicher (commercial off the shelf - COTS) Komponenten bekommt hierbei eine immer bedeutendere Rolle, nicht nur aus finanziellen Gründen, sondern vor allem, weil modernste Elektronik leistungsfähiger und effizienter ist und weniger Strom benötigt. Strahlungseffekte auf solchen elektronischen Komponenten werden jedoch von deren Herstellern in der Regel nicht berücksichtigt, die sie in der Regel für Anwendungen aus dem Industrie oder Automobilbereich entwickelt werden, in dem Strahlung für gewöhnlich keine Bedeutung findet. Daher ist eine Charakterisierung unter Strahlungsbedingungen vor ihrem Einsatz in einer Weltraummission unerlässlich, um eine zuverlässige Nutzung zu gewährleisten.
Spricht man von Strahlung im Weltraum, unterscheidet man diese für gewöhnlich in zwei Kategorien: (1) Ionisierte Dosisleistung, welche zur Degradation der Leistungsparameter bis zur völligen Zerstörung elektrische Komponenten reicht und (2) Teilcheneffekte (ausgelöst durch Protonen, Elektronen oder schweren Elementen) die funktionale Störungen oder ebenfalls zur Zerstörung des Bauteils führen können.
Die Charakterisierung der Auswirkung von Strahlungseffekte ist dabei höchst komplex, zeitaufwändig und mit hohen Kosten verbunden. Dies trifft besonders auf hoch technologische Komponenten zu, wie z.B. Prozessoren, Field Progammable Gate Arrays (FPGAs) und integrierten Systemen zu, da viele Fehlerquellen existieren und somit eine exakte und tiefgreifende Charakterisierung erschweren. Durch die stetige Entwicklung neuer Technologien, ist dieser Sachstand besonders erschwerend für die Vorbereitung und Durchführung von Strahlungstest. Hinzu kommt, das insbesondere in Deutschland, die Expertise für Strahlungseffekte in elektronischen Komponenten und Systemen stark beschränkt ist.
Das Institut für Raumfahrtsysteme hat sich dieser Herausforderung angenommen und arbeitet federführend in diesem Themengebiet aus einer eigens gegründete Fachgruppe. Primär getrieben durch die eigenen Entwicklungen für Raumfahrtsysteme, insbesondere die der Avionik (On-Board Computer, Kommunikationssysteme und Spannungsversorgungssysteme), führt das DLR regelmäßig solche Strahlungstest durch. Darüber hinaus arbeitet die Fachgruppe in diverse ESA und EU Projekten und trägt mit regelmäßigen wissenschaftlichen Beiträgen dem stetigen Ausbau diese Forschungsbereiches bei.