太空級IC協助韋伯太空望遠鏡深入宇宙

作者 : Texas Instruments

藉由韋伯太空望遠鏡以前所未有的解析度和靈敏度觀察宇宙,NASA日前發佈迄今最大型且最強力的太空望遠鏡所拍攝的第一批影像…

隨著首批能夠窺探於 135 億年前形成的恆星和星系的太空望遠鏡成功部署,好幾個世代以來一直賦予人類探索下一個邊界的現代科技終於達到全新境界。

TI負責管理太空和航空電子系統團隊的 Jason Clark 表示:「多年前開始打造韋伯太空望遠鏡(James Webb Space Telescope)的工程師和科學家終於看到了努力的成果。太空望遠鏡的工程和獨創性相當驚人。而且瞭解到本公司的半導體元件正在這個令人讚嘆的望遠鏡中發揮作用是一件很酷也相當重要的事情。」

研究宇宙歷史

由數千名科學家、工程師和其他專業人士在二十年內開發的韋伯太空望遠鏡將研究宇宙歷史的各個階段。有史以來最大型和最強力的太空望遠鏡將以前所未有的解析度和靈敏度研究太陽系中的行星、天體和結構,並探索早期宇宙中最遙遠的星系。

韋伯太空望遠鏡是由美國太空總署(NASA)為主導,並由歐洲太空總署(European Space Agency;ESA)和加拿大太空總署(Canadian Space Agency;CSA)協同貢獻的國際合作計畫。這項計畫於 12 月 25 日推出,並經歷為期六個月的調整與測試,完成全面部署、冷卻至寒冷的工作溫度、校準鏡片並校準儀器。NANSA並於 7 月 12 日發佈韋伯太空望遠鏡的第一批全彩影像和光譜資料。

設計承受輻射的晶片

衛星——無論是在地球上空運行 100 萬英哩的太空望遠鏡,還是提供通訊和其他服務的更常見低軌道物體——都會受到輻射粒子的持續衝擊。這些粒子會破壞半導體晶片的性能,因此太空應用中使用的晶片通常設計成能在宇宙最嚴苛環境中持續運作。

負責管理TI太空動力團隊的 Javier Valle 表示:「在太空中,必須考量的重點不只是地球上的電氣性能,元件還需要能夠承受輻射環境。來自銀河宇宙射線或太陽高能粒子的重離子可能會撞擊IC並造成廣泛的影響。IC可能會永久損壞,可能會進入無法恢復的不明狀態,也可能會出現輕微故障。因為人類不能夠上去修理衛星,因此必須設計出在暴露於這種輻射環境下還能夠如預期持續運作的晶片。」

協助擴大人類的觸角

目前有數十種太空級、高可靠性的元件協助韋伯太空望遠鏡將人類的觸角伸向大空深處,其中包括:

資料轉換器:精密資料轉換器能夠管理遙測和電壓感測,藉以監測太空載具的健全狀況。
電源:電源管理(包括穩壓器)對於產生衛星執行所有功能所需的電力極為重要,且這些類型的元件不容許失效。
運算放大器:包括高速運算放大器在內的運算放大器用於成像應用。
數位訊號處理器:DSP協助作業系統在太空載具中進行的運算功能。
介面:收發器和 LVDS接收器用於指揮和控制太空載具,並在望遠鏡上的不同儀器之間傳輸資料。
邏輯:邏輯晶片在整個望遠鏡中用於許多應用。

這些元件以及其他複雜的系統必須持續完成望遠鏡在距離地球大約 100 萬英哩的軌道上運作的整個任務。韋伯太空望遠鏡的前身哈伯太空望遠鏡(Hubble Space Telescope)在 1990 年發射到近地軌道,迄今已經接受五次太空梭任務的維護。不過,韋伯太空望遠鏡的軌道已經遠超出人類目前可以到達的距離。

TI推出輻射硬化和抗輻射產品和技術資源,有助於工程師設計在太空中運作數十年的衛星系統。藉由其太空級產品和太空系統專業知識,工程師可以滿足關鍵任務要求,並建立具有更高整合度和功率密度、最高準確度和最高頻寬的系統。

此外,晶片設計的創新促使本公司太空級元件的尺寸和重量更加縮減。

Jason 表示:「衛星發射到太空時,衛星的每一磅重量都需要火箭的燃料推送,衛星才能進入軌道。對於讓更多人更容易進行太空探索,降低發射成本相當重要,因為雖然晶片很小,但是衛星設計中包含的晶片相當多。我們提供更高程度的整合,因此我們的客戶可以設計出更小、更輕的電路和子系統。這使客戶能夠進行創新,並在衛星中加入更多功能、儀器和技術。」

韋伯太空望遠鏡照片由NASAESACSA和太空望遠鏡科學研究所(Space Telescope Science InstituteSTScI)提供。

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發表評論

  1. 噗嚕^ↀᴥↀ^表示:

    我想電子晶片應該是在具有宇宙防護的殼體或結構中,而非直接曝露在宇宙環境中工作。不過德州儀器的晶片參與了韋伯太空望遠鏡,本是值得驕傲和特書,無可厚非。但我更希望德州儀器在文中告訴我,這些晶片,為了能在韋伯工作,具體上和商用、軍用晶片有哪些不同的比較和摘要。畢竟這是一份電子專業雜誌。