Unijny projekt tworzy pionierską sieć do zastosowania w przestrzeni kosmicznej
Ethernet, dominująca technologia w przypadku sieci przewodowych, jest szeroko stosowana w wielu zastosowaniach naziemnych. Stosunkowo niskie koszty powodują jednak również jej stosowanie w dziedzinach, z myślą o których nie została pierwotnie zaprojektowana – jak na przykład w sektorze kosmicznym – ale które wiążą się z szeregiem nowych wyzwań. Aby temu zaradzić, finansowany przez UE projekt SEPHY miał na celu opracowanie komponentów Ethernet odpornych na nieprzyjazne warunki panujące w kosmosie, co uczyniłoby je idealnymi dla przyszłych zastosowań w komunikacji kosmicznej. SEPHY pomoże Europie stać się pionierem w rozwoju tego ważnego elementu eksploracji przestrzeni kosmicznej, ponieważ obecnie na rynku światowym nie ma ethernetowych nadajników-odbiorników klasy kosmicznej. „Rynek naciska na rozwijanie komponentów Ethernet dla sektora kosmicznego”, wyjaśnia koordynator projektu SEPHY Daniel González Gutiérrez z hiszpańskiej firmy Arquimea. „Wywiera to pewną presję, ale oznacza, że wszyscy partnerzy tego konsorcjum są zaangażowani w prace nad stworzeniem produktu, który jest obecnie niedostępny, ale na który istnieje już popyt. Powinno to również przyczynić się do zmniejszenia zależności od technologii pochodzących spoza Europy, objętych kontrolą eksportu”. Sieć w przestrzeni kosmicznej Coraz większa złożoność technologii kosmicznych sprawia, że coraz ważniejszy staje się rozwój możliwości w zakresie szybkiego tworzenia sieci nowej generacji. Systemy sieciowe muszą nie tylko zapewniać płynną komunikację między wszystkimi urządzeniami pokładowymi, ale także gwarantować dostępność usług w niezwykle wymagającym środowisku. „Wymagania stawiane układom scalonym w przestrzeni kosmicznej znacznie różnią się od wymagań w przypadku układów stosowanych na Ziemi”, wyjaśnia González. „W szczególności problemem jest intensywne promieniowanie, które może wpływać na niezawodność. Układy scalone przeznaczone do zastosowań w przestrzeni kosmicznej wymagają zachowania dużej ostrożności podczas projektowania i produkcji, aby mogły działać w tak trudnych warunkach”. Jednym z rozwiązań wykorzystanych w projekcie SEPHY było opracowanie podzespołów ethernetowych odpornych na promieniowanie. Chodzi o to, aby uodpornić podzespoły i układy elektroniczne na uszkodzenia lub usterki spowodowane promieniowaniem. W ramach projektu SEPHY opracowuje się odporne na promieniowanie radiowe moduły nadawczo-odbiorcze, które umożliwiają systemom kosmicznym korzystanie z sieci Ethernet, przy jednoczesnym zachowaniu interoperacyjności z istniejącymi standardami technicznymi. Aby uzyskać odporność na promieniowanie, w projekcie SEPHY zastosowano specjalny proces produkcyjny w celu zmniejszenia wpływu promieniowania na układy scalone. Osiągnięto to częściowo dzięki zastosowaniu materiałów izolacyjnych. Ponadto opracowano nowe techniki projektowania obwodów, aby uzyskać konstrukcję odporną na promieniowanie jonizujące. Testy prototypów rozpoczęły się na początku stycznia 2017 r., a wstępne rezultaty wskazują na dobre parametry. Testy układów scalonych drugiego etapu rozpoczną się z końcem lata 2018 r. i będą kontynuowane do zakończenia projektu pod koniec roku. Celem w tym czasie będzie jak najlepsze przygotowanie prototypu do wprowadzenia na rynek. „Dotychczasowe wrażenia, zarówno partnerów konsorcjum, jak i potencjalnych użytkowników końcowych, są korzystne i jesteśmy pewni, że osiągniemy pozytywne rezultaty”, mówi González. Nowe granice González uważa, że długoterminowym efektem projektu SEPHY będzie zdobycie przez Europę czołowego miejsca pod względem wdrażania odpornej na promieniowanie technologii Ethernet w przestrzeni kosmicznej. Stworzy to nowe możliwości komercyjne w dziedzinie zaawansowanych technologii oraz zapewni naukowcom i pracownikom naukowym wiodącą pozycję. „Rynek komercyjnych i przemysłowych układów scalonych w sieci Ethernet jest zdominowany przez firmy spoza Europy”, mówi González. „Mamy nadzieję, że sukces projektu SEPHY będzie polegał nie tylko na zapewnieniu niezależności europejskim inicjatywom kosmicznym, ale także, być może, na zdobyciu przez nie wiodącej pozycji na rynku”. Konsorcjum SEPHY planuje również ponowne wykorzystanie opracowanych komponentów w innych krytycznych zastosowaniach, w tym motoryzacyjnych oraz dotyczących elektroniki lotniczej i systemów przemysłowych, w których Ethernet jest lub może być dominującą technologią sieciową. Jak twierdzi González, rozszerza to ambitne założenia nowego rozwiązania poza systemy kosmiczne. „Rozszerzenie wykorzystania SEPHY na zastosowania naziemne mogłoby również pomóc uczynić z Europy ważnego gracza na rynku układów scalonych Ethernet”, mówi, „szczególnie w zastosowaniach krytycznych”.
Słowa kluczowe
SEPHY, Ethernet, naziemna, układ scalony, satelita, odporne na promieniowanie, awionika, przestrzeń kosmiczna