อุปกรณ์ CMOS ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของกล้องและเซ็นเซอร์ในยานอวกาศ มีความเสี่ยงที่จะได้รับความเสียหายจากรังสีไอออไนซ์ เช่น อิเล็กตรอน โปรตอน และรังสีแกมมา ซึ่งจะค่อยๆ ทำลายชั้นออกไซด์และโครงสร้างผลึกของวงจร ทำให้ประสิทธิภาพลดลงและอาจใช้งานไม่ได้ในที่สุด
เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยได้คิดค้นวิธีการซ่อมแซมตัวเองโดยใช้พลังงานความร้อน หรือที่เรียกว่าการอบอ่อน (annealing) หลักการทำงานคือการตรวจจับพิกเซลที่เสียหายในเซ็นเซอร์ภาพ โดยการอ่านค่าในขณะที่ไม่มีแสงส่องถึง หากพิกเซลใดมีกระแสไฟฟ้าไหลรั่วอย่างมีนัยสำคัญ จะถูกระบุว่าเป็นพิกเซลเสียหาย จากนั้นจะมีการปล่อยกระแสไฟฟ้าสูงผ่านพิกเซลนั้นเพื่อเพิ่มอุณหภูมิให้สูงขึ้น ซึ่งจะช่วยฟื้นฟูโครงสร้างที่เสียหายให้กลับมาเป็นปกติ
สำหรับส่วนตรรกะดิจิทัลของวงจร ใช้วิธีการที่คล้ายกันคือเมื่อตรวจพบข้อผิดพลาดทางตรรกะ จะมีการส่งพัลส์แรงดันสูงเพื่อกระตุ้นการอบอ่อนและซ่อมแซมความเสียหายเช่นกัน ในการทดสอบ ชิปถูกนำไปสัมผัสกับรังสีในระดับเดียวกับที่ยานอวกาศจะได้รับเป็นเวลาสามสิบวันในวงโคจรรอบดาวพฤหัสบดี ซึ่งทำให้เซ็นเซอร์แทบใช้งานไม่ได้เนื่องจากกระแสรั่วไหลที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก
ผลการทดลองน่าทึ่ง: หลังจากการอบอ่อนสี่รอบ ภาพจากเซ็นเซอร์เกือบจะกลับมาสมบูรณ์เหมือนเดิม แสดงให้เห็นว่าแนวทางนี้ใช้งานได้จริง อย่างไรก็ตาม วิธีการซ่อมแซมตัวเองนี้เป็นเพียงแนวป้องกันชั้นรองเท่านั้น โดยมีเกราะป้องกันรังสีและเทคโนโลยีเซมิคอนดักเตอร์ที่ทนทานต่อรังสีเป็นแนวป้องกันหลัก.
🏷️ หมวดหมู่: Science, Space, cmos, self-healing
🔗 อ่านบทความฉบับเต็ม: hackaday
