Русская база индийского космоса

Россия ведет переговоры с Дели о поставке микросхем для космической программы Индии

Несколько дней назад в СМИ появились сообщения о том, что отечественный производитель электронных компонентов зеленоградская компания «Ангстрем» ведет переговоры с индийской фирмой о поставках микросхем класса «космос» в интересах индийского аэрокосмического агентства ISRA. По меркам космических программ и оборотов глобальных производителей электроники объем сделки минимален — всего 200 тыс. долларов. Однако само проникновение на внешний, к тому же самый технологичный рынок электроники может считаться огромным успехом.

На фоне очевидных успехов отечественной IT-индустрии в сфере разработки и внедрения программных продуктов производство микроэлементной базы и ее сбыт не могли похвастаться такой же известностью и размахом. Создание завода по производству микросхем, даже отстающих на два-три поколения от современного уровня, требует вложений 5–7 млрд долларов без учета обучения персонала, стоимости разработок и патентов. Кроме того, огромные усилия придется затратить на продвижение продукции на сверхмонополизированном и чувствительном к политическим решениям рынке.

Микросхемы высокого полета

Все производящиеся микросхемы делятся на несколько классов, на Западе принята четырехуровневая классификация — commercial, industrial, military и space. К надежности последней категории, пригодной к использованию в космосе, предъявляются самые жесткие требования.

Находясь в космосе, электроника постоянно подвергается не только экстремальным температурам, но и двум факторам, которые на Земле минимальны: это гамма- и рентгеновское излучение. Проходя через микросхему, излучение влияет на уровень накопления зарядов, в результате чего меняются пороговое напряжение, ток утечки и т.д. Все транзисторы начинают работать нестабильно, возникает общая деградация микросхем, а в картах памяти происходит разрушение информации.

Для коммерческих микросхем предельно допустимая доза радиации составляет 5 тыс. рад, что вполне достаточно для десятилетней работы космического аппарата на низких орбитах до 200–300 километров. Однако на высоких орбитах годовая доза может достигать 20 тыс. рад, что приведет к сгоранию микросхемы в буквальном смысле.

Отдельные высокоскоростные тяжелые частицы также представляют большую угрозу для микросхем, в буквальном смысле пробивая их насквозь, что может привести к короткому замыканию.

В России градация осуществляется по трем ступеням: ОТК, военная приемка, приемка для космоса и ядерной энергетики — но принципиальная логика остается такой же.

Закончившаяся бесславным провалом в 2012 году российская миссия «Фобос-грунт» по доставке робота на спутник Марса, по официальной версии, прервалась именно из-за потока тяжелых частиц. Что, собственно, было вполне предсказуемо с самого начала — более 60% микросхем бортового компьютера станции относились к классу industrial и заведомо были малопригодны для таких задач.

Маленький большой прорыв

Электроника класса «космос» считается самой технологичной и является наиболее дорогой по нескольким причинам. Микросхемы для космоса мелкосерийны или даже уникальны, что приводит к высокой стоимости производства. Кроме того, эти изделия должны быть абсолютно надежны, учитывая суммарную стоимость аппаратуры, работу которой на орбите обеспечивает эта электроника. Не говоря уже о политических и военных задачах, которые при этом решаются.

Стоит отметить, что вряд ли у отечественной космической отрасли на этапе строительства аппарата «Фобос-грунт» был большой выбор — западную электронику класса «космос» можно было достать только контрабандой, а первые результаты программ по реинкарнации отечественной микроэлектроники проявились несколько позднее. Не будет преувеличением сказать, что лишь введенные в 2014 году секторальные санкции против российской промышленности подстегнули принятую еще в 2007 году ФЦП по развитию компонентной базы.

Ограниченное число стран, которые могут позволить себе самостоятельную космическую программу, связано в том числе и с потенциальными рисками введения эмбарго со стороны поставщиков, сосредоточенных в США и ЕС. Инициировать дорогостоящие программы покорения космоса, имея ограниченный доступ к устаревшим технологиям и перспективу в любой момент по политическим причинам лишиться и этого, по меньшей мере недальновидно.

После фиаско миссии «Фобос» Роскосмос поручил ОАО «Ангстрем» разработать первые в России серии транзисторов, которые позволяют создавать аппаратуру для работы в околоземном пространстве, а также в сложных условиях на земле.

В 2014 году появилось первое поколение российских транзисторов серии 2ПЕ203, 2ПЕ204 с напряжением от 30 до 100 В, стойких к воздействию ТЗЧ (тяжелых заряженных частиц) с энергией не менее 60 МэВ·см2/мг. В 2016 году были проведены испытания опытных образцов уже второго поколения транзисторов, стойких к воздействию ТЗЧ.

Как и Россия до конца нулевых годов, Индия была вынуждена закупать высокозащищенную электронику на безальтернативной основе, от безысходности пытаясь заключать контракты на производство даже с Украиной — с понятными, впрочем, последствиями. Отечественные успехи в развитии производства элементной базы не только служат вопросам обеспечения технологического суверенитета России, но и позволят сделать изучение космоса менее зависимым от политической конъюнктуры.

Источник