Güneş aktivitesi, atmosferde ve iyonosferde, Dünya’ya yakın uzay ortamında uyduların ve bunlara dayalı karasal teknoloji sistemlerinin ve hizmetlerinin performansını ve güvenilirliğini etkileyebilecek dinamik değişikliklere yol açar. Bu duruma uzay havası denir. Güneş aktivitesinin Dünya’ya yakın uzay ortamına iletildiği ana ortam, koronal kütle atımı olarak bilinen yüksek kütleli plazma ve sürekli bir enerjik veya büyük ölçekli yüklü parçacık akışı olarak meydana gelen güneş rüzgarıdır. Ani patlamalar Enerjik parçacıkların ve güçlü manyetik enerjinin kaynakları arasında uzaydan gelen güneş patlamaları ve galaktik kozmik ışınlar da bulunur. Bu süreçlerden gelen enerjik parçacıklar ve elektromanyetik radyasyon, dünyaya yakın bir radyasyon ortamı oluştururken, tutucu radyasyon ortamı ve geçici radyasyon ortamları olarak ayrılabilir.
Van Allen kuşakları gibi Dünya’nın manyetik alanı tarafından uzayda belirli bölgelerde hapsolmuş veya hapsolmuş yüklü parçacıklar, yakalanan radyasyon ortamını oluşturur. Geçici parçacık ortamı, güneş olaylarından gelen enerjik parçacıklardan ve gezegenler arası uzayda ve Dünya’nın yakınında bulunan galaktik kozmik radyasyondan oluşur. Uydular ve diğer uzay dağıtım sistemleri, öncelikle uzay plazması ortamında çalışmak üzere tasarlandıkları için hem hapsolmuş hem de geçici enerjik parçacıklara karşı savunmasızdır.
Güneş patlamalarından ve galaktik kozmik ışınlardan gelen aktif parçacıklar ve elektromanyetik radyasyon, uyduların açıkta kalan yüzeylerini bombalayabilir ve bunlarla etkileşime girebilir. Bazen elektrik, elektronik ve elektrokimyasal bileşenlerine erişim ile açık yüzeylerine nüfuz edecek kadar enerjiye sahiptir. Bu etkilerinin yanı sıra atmosferik sürtünmeden veya herhangi bir nedenle aşağıdaki gibi anormalliklere neden olur:
• yapısal malzemelerin kritik özelliklerinin bozulması,
• Hem uzay gemisinde bulunanlar hem de astronotlar için geçici ve ciddi bir sağlık tehlikesi oluşturabilir,
• Uzay aracının uçuşa elverişliliğini tehlikeye atabilir veya tamamen arızaya neden olabilir
hızlandırılmış yörünge bozulması,
Hassas parçaların fonksiyonlarında tesadüfi ve açıklanamayan arızalar,
• Bir astronotu ve bazen de bir uydu görevini aniden sonlandırabilecek bir fiyasko.
Uzay aracını uzay ortamında şarj etme
Uzay ortamında bir uzay aracının yüzeyine çarpan elektronlar, çok küçük kütleleri nedeniyle iyonik benzerlerinden (iyonlara kıyasla) daha hızlıdır. Sonuç olarak, ortamdaki elektron akışı genellikle çevredeki iyon akışından daha fazladır ve bu da uzay aracı için çok negatif bir yüke neden olur. Uzay aracının yükü, elektron emisyonu ve iyon geri kazanım yöntemleriyle azaltılabilir. Elektron emisyonu, cihazın elektronları uzay aracının zemininden çekip uzaya itme şeklidir. Öte yandan, iyon adsorpsiyonu, pozitif iyonların negatif yükleri nötralize etmek için negatif yüklü bir uzay aracına ulaşma yoludur. İlk yöntem, uzay aracı sahasının negatif yükünü azaltmak için etkilidir, ancak dielektrik yüzeyler için etkili değildir. Bir dezavantaj olarak, işlem yalıtkan toprak ile iletken arasında diferansiyel yüklemeye yol açabilir. İkinci yöntem, bir yüzeyin (ister yalıtkan ister iletken olsun) negatif yükünü ve diferansiyel yükü azaltmada etkilidir. Bununla birlikte, uzun süreli kullanımla tüm uzay aracını elektrokaplama dezavantajına sahiptir. Her yöntemin diğerine göre avantaj veya dezavantajı olduğundan, her iki türün bir kombinasyonu önerilir. Diğer indirgeme yöntemleri arasında plazma emisyonu, kısmen iletken boya, polar molekül emisyonu, ayna yansıması ve mor radyasyon yer alır.
tek bir olayın etkileri
Bellek ve veriyle ilgili aygıtlar için hata azaltma tekniklerinden veya yöntemlerinden bazıları, eşlik denetimi, döngüsel artıklık denetimi şifresi, Hamming şifresi, Reed-Solomon şifresi, evrişimli şifre ve kaplama protokolünü içerir. Eşlik, bir veri yapısının sonuna eklenen ve yapının tek mi yoksa çift sayı mı içerdiğini gösteren tek bir bittir. Eşdeğerlik yöntemi, bir vektörde meydana gelen mantıksal durumların veya durumların sayısını sayar. Döngüsel artıklık denetimi kodlama yöntemi, belirli bir veri akışı üzerinde ikinci türden aritmetik işlemlerin gerçekleştirilmesine ve sonuçların polinomlar olarak yorumlanmasına dayanır. Bu sayede belirli bir veri yapısında herhangi bir hata oluşup oluşmadığını tespit eder. Hamming kodu yöntemi, veri yapısında tek bir hatanın yerini ve birden çok hatanın varlığını tespit eder.
Reed-Solomon kodu, bir veri yapısındaki çoklu ve seri hataları algılayabilir ve düzeltebilir. Evrişimli kodlama ayrıca birden çok bit hatasını algılayabilir ve düzeltebilir. Bununla birlikte, veri yapısının sonunda ayrı kelimeler halinde gruplandırmak yerine, ek yükü serpiştirerek veya gerçek veri akışındaki bitleri kontrol ederek blok şifreden ayırt edilebilir. Bahsedilen yöntemlerden bazıları kullanılarak ilgili kontrol cihazlarındaki hatalar da azaltılabilir. Karmaşık zorlukları olan kontrolle ilgili cihazlar için en etkili hafifletme yaklaşımı, örneğin büyük ölçekli tümleştirme devrelerini, mikroişlemcileri veya sağlık ve güvenlik adı verilen alt görevleri veya prosedürleri içeren yazılım tabanlı hafifletmedir. HSE görevleri, eşliği veya harici bellek aygıtlarında veya mikroişlemcide yerleşik kayıtlarda başka bir yöntemi kullanarak belleği temizleyebilir. Yazılım hafifletme yöntemlerinde, izlenen bir zamanlayıcıyı çalıştırmak veya sağlık ve güvenliği atlamak için dahili mikroişlemci zamanlayıcıları da kullanılabilir.
toplam iyonlaştırıcı doz
Bir uydu sistemindeki toplam iyonizasyon dozu, ekranlama, indirgeme ve koruyucu devre tasarımı gibi yöntemlerle azaltılabilir. Koruma, uzay aracını (ve yolcuları) çeşitli uygun büyük malzemeler kullanarak iyonlaştırıcı radyasyondan koruma işlemidir. Zayıflatma, cihazların durum veya vücut sıcaklığı, ortam sıcaklığı ve kullanılan soğutma mekanizmasının türü dikkate alınarak nominal değerinden daha az maksimum güç dağılımı ile çalıştırıldığı elektrik gücü ve elektronik cihazlarda genel olarak kullanılan teknikleri ifade eder. Bu yöntem, parçanın tasarım limitleri ile uygulanan gerilmeler arasındaki parçanın ve dolayısıyla parçanın güvenlik payını artırabilir. Uydulardaki kritik bileşenlerin tasarım düzeyinde güçlendirilmesi de geçerli bir yöntemdir, ancak bu uydu üreticilerinin uygulamasıdır. Etki aynı zamanda kümülatif olduğundan, bu yöntemler yer değiştirme hasarını azaltmak için de kullanılabilir, bu nedenle yer değiştirme hasarı toplam iyonlaşma dozuna benzer.
Bir diğer önemli hafifletme yaklaşımı, uzaydaki aşırı çevresel koşullarda beklenen karmaşık senaryoları simüle edebilen uygun bir çevresel model geliştirmeyi içerir. İyi yapılmış veya daha karmaşık bir model, nötr ve iyonize yoğunluklarda dalgalanmalara neden olan farklı güneş zorlama mekanizmalarının bireysel etkilerini hesaba katmalıdır. Dikkate alınması gereken bir diğer çok önemli azaltma yaklaşımı, güneş olayları için kapsamlı bir uyarı sisteminin geliştirilmesidir. Önümüzdeki günlerde güneş aktivitesi tahmin edilebilse de, uydu ve Dünya çevresi üzerindeki etki düzeylerini belirlemek zordur.
Bu nedenle, güneş olaylarına atmosferik veya iyonosfer tepkilerini ve bunların yörüngedeki bir uydu için sonuçlarını tahmin edebilmek için güneş aktivitesinin etkili bir şekilde izlenmesi esastır. Sonuçta, uydunun yörünge derecesi ve yörüngesi de önemlidir. Dünyanın orta yörüngesi ve yörüngedeki uyduları, dış Van Allen radyasyon kuşağının etkilerine tabidir. Alçak Dünya yörüngesindeki uydular, uzay aracının uzay uçuşu sırasında radyasyona maruz kaldığı ana bölge olan Güney Atlantik Anomalisinde en yoğun parçacık akışlarını yaşar.
kaynak:
Researchgate.net/publication/281585445_Space_environment_effect_on_earth_observation_satellite_instruments
nap.edu/read/10477/chapter/7
yazar: Özlem Güvenç Ağaoğlu
Diğer gönderilerimize göz at
[wpcin-random-posts]
İlk Yorumu Siz Yapın