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DIGITAL MCU FOR SPACE te le tempeste solari e, soprattutto, le radiazioni presenti nei campi magnetici terrestri nelle cinture di Van Allen. I materiali utilizzati nei circuiti elettrici potrebbero de- gradarsi a tali condizioni, causando danni e persino a guasti totali. L’esposizione prolungata alle radiazioni può indebolire la conduttività elettrica del materiale semi- conduttore del chip, portandolo a prestazioni ridotte e a un consumo energetico eccessivo. La resistenza elettrica dei componenti potrebbe variare, provocando gravi ano- malie di funzionamento. Inoltre, non essendoci pressio- ne atmosferica nello spazio, non c’è nemmeno aria per dissipare l’eventuale calore prodotto dai circuiti elettrici, con la conseguenza di un surriscaldamento. Uno dei pe- ricoli più gravi è rappresentato dalle radiazioni. Lo spazio è pieno di radiazioni cosmiche, che possono danneggiare i componenti elettronici. I semiconduttori sono i compo- nenti elettronici più sensibili a tale problematica, e nel caso più favorevole si possono causare errori di calcolo, variazioni o perdita di risultati. Le radiazioni potrebbe- ro causare un accumulo di carica nell’ossido di gate dei transistor CMOS che modificherebbe la tensione di soglia e il transistor non riuscirebbe più a commutare corretta- mente. Per superare queste sfide, i circuiti elettronici e i relativi componenti per un uso spaziale sono progettati con una serie di caratteristiche speciali. Essi sono, quin- di, resistenti alle temperature estreme, riescono a dissi- pare il calore in modo efficiente, hanno valide protezioni contro le radiazioni cosmiche e risultano molto stabili in condizioni di lavoro proibitive. I raggi cosmici provengo- no da tutto l’universo e sono generati, per esempio, da esplosioni di supernova o da altri eventi energetici come le attività dei quasar. Anche il Sole emette raggi cosmici sotto forma di particelle energetiche solari e possono es- sere rilevati dalla Terra utilizzando diverse tecniche. I microcontrollori per lo spazio: alcuni esempi Per la loro natura di programmabilità, i microcontrollori sono utilizzati per controllare e gestire qualsiasi tipologia di apparecchiatura e di dispositivo. I sistemi di bordo dei satelliti, i propulsori, i sistemi di guida, i motori, i pan- nelli solari, i sistemi di telemetria e di fotografia, i circuiti per la comunicazione e per la determinazione delle rotte sono tutte gestite da MCU speciali, sempre più sofisticati e affidabili. La quasi totalità delle MCU utilizzati dai di- spositivi di fascia normale e per applicazioni correnti non può gestire bene le condizioni spaziali. Anche se la strut- tura meccanica sopravviva all’accelerazione e alle vibra- zioni del lancio, la MCU affronterebbe delle condizioni estreme e nel giro di pochi giorni verrebbe certamente bruciata dalla esposizione alle radiazioni. Lo spazio è pieno di particelle cariche di energia, emesse dal Sole o provenienti dal profondo cielo. Se una particella ad alta energia colpisce un microcontrollore (o anche un micro- processore) lo stato logico delle celle si porrebbe in una condizione casuale e, in un secondo tempo, si vedrebbe la rottura dei transistor. I microprocessori dedicati alle Fig. 2 – I microcontrollori VA41630 di VORAGO Technologies ELETTRONICA OGGI 519 - GIUGNO/LUGLIO 2024 47