Strahlungsharte Leistungsbauelemente von Infineon versorgen das NASA-Roman-Weltraumteleskop mit Strom

de.wedoany.com-Bericht: Die strahlungsharten HiRel-Leistungshalbleiter von Infineon Technologies sind an Bord des Nancy Grace Roman Space Telescope der National Aeronautics and Space Administration (NASA) ins All gestartet. Das Teleskop wurde vom Kennedy Space Center in Florida aus gestartet und befindet sich auf dem Weg zum zweiten Sonne-Erde-Lagrange-Punkt (L2), mehr als 1,5 Millionen Kilometer von der Erde entfernt. Die stabilen Gravitationsbedingungen und das weite, ungehinderte Sichtfeld am L2-Punkt werden die astrophysikalischen Forschungsvorhaben des Teleskops unterstützen.

Im Weltraum außerhalb des schützenden Magnetfelds der Erde existieren energiereiche Partikel, die die elektrischen Eigenschaften von Halbleiterbauelementen beeinträchtigen oder sogar dauerhafte Schäden bzw. einen vollständigen Ausfall verursachen können. Die strahlungsharten Produkte von Infineon verlassen sich nicht auf eine einzelne externe Abschirmung, sondern sind bereits auf Architekturebene gezielt für Strahlungstoleranz ausgelegt, um solchen Betriebsumgebungen standzuhalten.

Diese Mission setzt die langjährige Beteiligung von Infineon an der Weltraumelektronik fort, die bis in die 1970er-Jahre zurückreicht. Das Unternehmen hat strahlungsharte Komponenten für Hunderte von Weltraummissionen geliefert, darunter Navigationssatelliten, die Internationale Raumstation (ISS) und das Artemis-Programm der NASA. Diese Komponenten haben außerhalb der Erde eine kumulierte Betriebsstrecke von über 20 Milliarden Kilometern absolviert.

Zu den HiRel-Bauelementen, die im Roman-Weltraumteleskop zum Einsatz kommen, gehören strahlungsharte Leistungshalbleiter gemäß MIL-PRF-Anforderungen, die hinsichtlich Total Ionizing Dose (TID) und Single Event Effects (SEE) charakterisiert wurden. Diese Spezifikationen und Charakterisierungsergebnisse untermauern die elektrischen und zuverlässigkeitsbezogenen Reserven, die für den Langzeitbetrieb des Teleskops am L2-Punkt erforderlich sind.

Das Teleskop soll voraussichtlich täglich etwa 1,4 Terabyte an rohen wissenschaftlichen Daten an Bodenstationen in New Mexico, Australien und Japan übertragen. Eine stabile Stromversorgung der wissenschaftlichen Instrumente, der Verarbeitungselektronik und der Kommunikationssysteme ist entscheidend, um diesen Datendurchsatz während der gesamten Missionsdauer aufrechtzuerhalten.

Das HiRel-Produktportfolio von Infineon umfasst strahlungsharte Silizium-Leistungs-MOSFETs, Galliumnitrid (GaN)-Transistoren, Gate-Treiber, Festkörperrelais und Dioden. Die unterstützende Infrastruktur umfasst interne Fertigung, Strahlungstests und langfristige Produktverfügbarkeit. Ein Schlüsselbauelement ist der JANS-klassifizierte 100V-GaN-Transistor, der intern bei Infineon gefertigt und nach MIL-PRF-19500 qualifiziert ist.

Die GaN-Technologie reduziert Schaltverluste und ermöglicht gleichzeitig höhere Schaltfrequenzen und eine höhere Leistungsdichte. Beim Einsatz in Raumfahrzeug-Stromversorgungssystemen verringern diese Eigenschaften den Bedarf an magnetischen Bauelementen und tragen so zur Reduzierung von Systemgewicht und -volumen bei – zwei wichtige Designkriterien für Weltraummissionen, bei denen Masse und Bauraum strengen Beschränkungen unterliegen.