TAU Systems svilupperà nuove capacità di test sulle radiazioni per l'elettronica spaziale / TAU Systems to develop new radiation testing capabilities for space electronics

TAU Systems svilupperà nuove capacità di test sulle radiazioni per l'elettronica spaziale. Il procedimeto del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in questo tipo di applicazione. / TAU Systems to develop new radiation testing capabilities for space electronics. The procedure of the ENEA patent RM2012A000637 is very useful in this type of application.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

Nuove capacità di test delle radiazioni per l'elettronica spaziale / New radiation testing capabilities for space electronics

TAU Systems, produttore di acceleratori laser-plasma ultraveloci e compatti, ha annunciato di aver aderito ad un'iniziativa finanziata dalla DARPA per sviluppare nuove capacità di test sulle radiazioni per l'elettronica destinata allo spazio.

Questo programma, parte dell'iniziativa ASSERT (Advanced Sources for Single Event Effect Radiation Testing) della DARPA, è finalizzato a migliorare la resilienza dei dispositivi elettronici impiegati in ambienti spaziali in cui l'esposizione alle radiazioni cosmiche comporta rischi significativi per le prestazioni e la longevità.

Queste condizioni estreme rappresentano una sfida critica per i sistemi elettronici utilizzati nei satelliti, nei veicoli spaziali ed in altre tecnologie spaziali. Gli effetti di singolo evento (SEE) causati dalle radiazioni cosmiche ad alta energia possono interrompere o danneggiare questi sistemi, portando a fallimenti catastrofici delle missioni.

Attraverso il programma ASSERT della DARPA, TAU Systems metterà a disposizione la sua competenza nella produzione di fasci di particelle ad alta energia necessari per testare e valutare componenti resistenti alle radiazioni, garantendo che la prossima generazione di elettronica spaziale possa resistere a queste condizioni estreme.

Secondo la DARPA, l'obiettivo è sviluppare ulteriori fonti affidabili per i test sulle radiazioni SEE in grado di emulare la radiazione cosmica incontrata nello spazio. TAU Systems fornirà il suo supporto sviluppando un nuovo sistema compatto ed economico in grado di simulare le condizioni spaziali reali, consentendo a produttori ed agenzie di difesa di convalidare e rafforzare i propri sistemi elettronici contro le anomalie indotte dalle radiazioni.

Il coinvolgimento di TAU Systems nel programma ASSERT rappresenta un passo cruciale verso il miglioramento della robustezza complessiva dell'elettronica spaziale. L'azienda collaborerà con il Jet Propulsion Laboratory della NASA, l'Aerospace Corporation, l'UCLA e RadiaBeam per sviluppare ed applicare metodologie avanzate di test SEE resistenti alle radiazioni. Questo impegno si concentrerà sullo sviluppo e la convalida del concetto di test eSEE (electron-based Single Event Effect).

Bjorn Manuel Hegelich, CEO e fondatore di TAU Systems, ha commentato: "Man mano che i chip diventano più potenti ed i transistor più piccoli, diventano anche più sensibili alle radiazioni cosmiche. Per poter utilizzare metodi di calcolo e automazione avanzati come l'apprendimento automatico (ML) e l'intelligenza artificiale (IA) nello spazio, test rigorosi con acceleratori di particelle avanzati sono essenziali per abilitare nuove tecnologie, proteggere le risorse critiche e garantire il successo della missione".

Attualmente, gli Stati Uniti dispongono di solo quattro strutture in grado di eseguire test di radiazioni SEE di alta qualità, per un totale di circa 5.000 ore di tempo di irradiazione all'anno, ben al di sotto delle 30.000 ore stimate richieste dal mondo accademico e dall'industria. Il progetto compatto di TAU Systems contribuirà a generare tra le 2.000 e le 4.000 ore di tempo di irradiazione all'anno per unità, ampliando notevolmente l'accesso ai test critici.

Le SEE sono interruzioni nei componenti elettronici causate da particelle ad alta energia, come protoni ed ioni pesanti, diffuse nello spazio. Queste particelle possono generare correnti o picchi di tensione che causano malfunzionamenti temporanei o danni permanenti e possono interrompere la comunicazione, la navigazione e la raccolta dati.

I tradizionali dispositivi elettronici resistenti alle radiazioni vengono sottoposti a test SEE utilizzando fasci ad alta energia provenienti da grandi acceleratori ionici convenzionali per simulare gli effetti delle radiazioni spaziali. Tuttavia, vi è una crescente consapevolezza della necessità di nuove piattaforme di test più avanzate per eseguire i test richiesti sui sistemi elettronici avanzati.

TAU Systems è un'azienda pioniera nelle tecnologie di accelerazione di particelle compatte e si propone di fornire servizi di test SEE essenziali a produttori di elettronica spaziale, appaltatori ed altre organizzazioni impegnate nella creazione di sistemi robusti e resistenti alle radiazioni.

"Comprendere gli effetti delle radiazioni nello spazio è uno dei passaggi più importanti nella progettazione e nello sviluppo di veicoli spaziali resilienti", ha affermato Stephen Milton, Vicepresidente, Accelerator Science di TAU Systems. "Il programma ASSERT di DARPA sfrutta due nuove tecnologie chiave per emulare l'effetto degli ioni pesanti sull'elettronica: i fasci di elettroni pulsati per i test sugli effetti ad evento singolo ed il sistema Laser Wakefield Accelerator (LWFA) di TAU, in grado di fornire con precisione un fascio di elettroni pulsati ad alta energia al dispositivo in prova. Il nostro sistema è significativamente più piccolo e più economico rispetto alle strutture convenzionali per i test sugli ioni pesanti; in quanto tale, può migliorare notevolmente l'efficienza e l'accessibilità dei test SEE".

Gli acceleratori di particelle hanno un grande potenziale per una varietà di applicazioni, ma possono essere costosi da installare e sono disponibili solo per una manciata di laboratori nazionali ed università.

TAU Systems ha costruito e rigorosamente testato un LWFA compatto, che può essere utilizzato in un'ampia gamma di applicazioni, ed il sistema completo potrebbe essere contenuto in un volume delle dimensioni di un container. Oltre a testare la resistenza alle radiazioni dei dispositivi elettronici destinati allo spazio, la tecnologia dell'acceleratore verrà utilizzata anche per visualizzare le strutture interne 3D di nuovi chip semiconduttori e persino per sviluppare nuove terapie contro il cancro e tecniche avanzate di imaging medico.

Questo acceleratore di particelle compatto potrebbe essere utilizzato anche per alimentare un altro dispositivo chiamato laser a elettroni liberi a raggi X, che potrebbe essere utilizzato come sorgente luminosa per la litografia oltre EUV per una produzione di chip ancora più avanzata, oltre a essere in grado di registrare le dinamiche dei processi su scala atomica o molecolare.

ENGLISH

TAU Systems, a producer of ultrafast, compact laser-plasma accelerators, has announced that it has joined a DARPA-funded initiative to develop new radiation testing capabilities for space-bound electronics.

This program, part of DARPA’s Advanced Sources for Single Event Effect Radiation Testing (ASSERT) initiative, is intended to enhance the resilience of electronics deployed in space environments where exposure to cosmic radiation poses significant risks to performance and longevity.

These harsh conditions present a critical challenge for electronic systems used in satellites, spacecraft, and other space-based technologies. Single Event Effects (SEE) caused by high-energy cosmic radiation can disrupt or damage these systems, leading to catastrophic mission failures.

Through DARPA's ASSERT program, TAU Systems will contribute its expertise in producing the high-energy particle beams necessary for testing and evaluating radiation-hardened components, ensuring that the next generation of space electronics can withstand these extreme conditions.

According to DARPA, its goal is to develop additional reliable sources for SEE radiation testing that can emulate the cosmic radiation encountered in space. TAU Systems will support by developing a new, compact, cost-effective system that can simulate real-space conditions, allowing manufacturers and defence agencies to validate and harden their electronic systems against radiation-induced anomalies.

TAU Systems' involvement in the ASSERT program represents a crucial step toward enhancing the overall robustness of space-bound electronics. The company will collaborate with NASA’s Jet Propulsion Laboratory, the Aerospace Corporation, UCLA, and RadiaBeam to develop and apply advanced radiation-hardened SEE testing methodologies. This effort will focus on developing and validating the eSEE (electron-based Single Event Effect) Testing concept.

Commenting Bjorn Manuel Hegelich, CEO and Founder of TAU Systems, "As chips become more powerful and transistors become smaller, they also become more susceptible to cosmic radiation. To be able to use advanced computing and automation methods like machine learning (ML) and artificial intelligence (AI) in space, rigorous testing using advanced particle accelerators is essential to enabling new technology, protecting critical assets and ensuring mission success."

Currently, the US has only four facilities capable of performing premium SEE radiation testing, summing to a total of about 5,000 hours of beam time per year – far below the estimated 30,000 hours demanded by academia and industry. TAU Systems’ compact design will help to generate between 2,000 and 4,000 hours of beam time annually per unit, greatly expanding access to critical testing.

SEE are disruptions in electronic components caused by high-energy particles, such as protons and heavy ions, which are prevalent in space. These particles can generate currents or voltage spikes that lead to temporary malfunctions or permanent damage and can interrupt communication, navigation, and data collection.

Traditional radiation-hardened electronics undergo SEE testing using high-energy beams from large conventional ion accelerators to simulate the effects of space radiation. However, there is growing recognition that new, more advanced testing platforms are necessary to perform the requisite testing on advanced electronic systems.

TAU Systems is a pioneer in compact particle acceleration technologies, and it aims to provide critical SEE testing services to space electronics manufacturers, contractors, and other organisations focused on creating robust, radiation-tolerant systems.

"Understanding the effects of radiation in space is one of the most important steps in the design and development of resilient spacecraft," said Stephen Milton, Vice-President, Accelerator Science at TAU Systems. “DARPA’s ASSERT program leverages two key new technologies to emulate the effect of heavy ions on electronics, pulsed electron beams for single-event effects testing and TAU’s Laser Wakefield Accelerator (LWFA) system that can precisely deliver a high-energy pulsed electron bunch to the device under test. Our system is significantly smaller and more cost-effective than conventional heavy ion test facilities; as such it can dramatically enhance the efficiency and accessibility of SEE testing.”

Particle accelerators hold great potential for a variety of applications but can be expensive to install and are only available to a handful of national labs and universities.

TAU Systems have built and rigorously tested a compact LWFA, which has a wide variety of applications, and the full system could be contained in a volume the size of a shipping container. In addition to testing how well space-bound electronics can withstand radiation, the accelerator technology will also be used to image the 3D internal structures of new semiconductor chip designs, and even to develop novel cancer therapies and advanced medical imaging techniques.

This compact particle accelerator could also be used to drive another device called an X-ray free electron laser, which could be used as a light source for beyond EUV lithography for even more advanced chip production as well as being capable of recording the dynamics of processes on the atomic or molecular scale.

Da:

https://www.newelectronics.co.uk/content/news/tau-systems-to-develop-new-radiation-testing-capabilities-for-space-electronics?