Radiačně odolná výkonová elektronika pro kosmické aplikace

Abstract

Rychle se vyvíjející trh se spotřební elektronikou se svými rostoucími nároky na výkon a miniaturizaci, podobně jako Moorův zákon ve vývoji výkonu počítačů, přináší nové poznatky a problémy, které lidstvo musí plně pochopit a adaptovat, pokud chce bezpečně působit ve vesmírném prostoru, a to jak na oběžné dráze Země, tak při meziplanetárních misích. Je to převážně kosmický (pilotovaný i nepilotovaný) a letecký průmysl, soukromé i vládní agentury, které musí investovat vysoký objem prostředků, aby udržely krok s moderním technologickým vývojem a využili jeho plný vědecký a technologický potenciál. Cílem výzkumu v předložené disertační práci je shrnout dosud používané postupy v návrhu elektroniky vesmírných družic, poukázat na kritické body a rizika s tím spojená a navrhnout postupy založené na vědeckém přístupu, beroucí do úvahy konzervativnost spojenou s neochotou ke změnám v uvažování nad návrhem kosmických systémů výkonové elektroniky. Nedílnou součástí nového přístupu je i snížení celkových nákladů (energetických i materiálních) s přihlédnutím k modernímu, tzv. "NewSpace" ekosystému. Úvodní studium problematiky vychází z autorovy diplomové práce na téma Magnetometr pro řízení polohy satelitu, následované v rámci multifakultního projektu CzechTechSat. Klíčové prvky práce byly poté implementovány jako praktická ukázka využitelnosti v rámci projektu nízkonapěťového napájecího zdroje přístrojového balíku pro studium radiových a plazmových vln, vybraného pro let na misi evropské kosmické agentury ESA s názvem JUICE. Plánované vypuštění sondy do vesmíru je stanoveno na rok 2023.

Rapidly evolving consumer-driven electronics with rising computational power and miniaturization demands similar to the Moore's Law for computers brings new facts and problems which humanity needs to understand and follow to successfully conduct its presence in space, both aboard earth-orbiting and interplanetary missions. It is the satellite (manned and unmanned) and aerospace industry, private