Single Event Effects (SEE) fac parte din anomaliile tehnice care pot aparea intr-un satelit, de fapt, in orice dispozitiv electronic din spatiu. Aceste tipuri de sabotaj se datoreaza numeroaselor particule energetice, care circula haotic in spatiu, fiind accelerate in obiecte cosmice de mare energie (quasari, pulsari, supernove) sau eliberate de soare si captate de campul magnetic terestru.

Ne putem imagina ca un satelit reprezinta un condensator. Fiind bombardat neincetat de particule ionizate, acestea acumuleaza sarcina, ceea ce duce la o crestere de potential. In final, condensatorul este strapuns. Cam asa se intampla si in dispozitivele electronice complexe: fiecare particula produce o urma ionizata, cativa protoni cauzeaza reactii nucleare, particulele ricosate produc ionizari. Astfel apar scurt-circuite, tranzistoare parazitice si alte “boli tehnice”, insa majoritatea particulelor trec prin dispozitiv fara a cauza mari probleme.

SEE este un fenomen generat de o simpla particula cosmica, mica dar energetica. Fiind studiate mai intai in acceleratoare, prin bombardare cu particule alfa, apoi analizate prin diferite misiuni spatiale(CRRES) aceste fenomene au fost catalogate(dupa frecventa aparitiei) in:

• Single Event Upsets (SEU)

SEU (erori soft) sunt “erori induse de radiatie in circuitul microelectronic, cauzate de particule ce-si pierd energia ionizand mediul prin care trec si lasand in urma o urma de perechi de electroni” cum ne spune NASA. Totusi SEU sunt erori nedestructive, care nu afecteaza proprietatile celulelor de memorie.
Componentele susceptibile sunt memoria de program, memoria variabila, registrele de sistem.

• Single Event Latchup (SEL)

SEL (erori soft-hard) sunt cauzate de purtatorii de sarcina, ca rezultat al actiunii unei particule de inalta energie, particula care actioneaza un tranzistor parazitic intr-un dispozitiv bazat pe silicon. Efectul net este deseori un scurt-circuit. Totul revine la normal dupa o resetare a sitemului, insa acesta trebuie produs inainte de distrugerea termala a semi-conductorilor.

• Single Event Burnout (SEB)

Poate cauza distrugerea satelitului datorita erorilor din sistemul de aprovizionare cu energie (PSU). SEB include deteriorarea transistorilor cu efect de camp MOSFET, zgomot in CCD, erori in transistori cu jonctiune bipolari.

Desigur, in misiunile spatiale, pentru a preveni un posibil esec sunt aplicate anumite strategii de ameliorare in design-ul electronic. Astfel, combaterea SEE, in special a SEU devine cea mai importanta aplicatie a micro-electronicii in spatiu. Pot fi folosite:

• Straturi protectoare pentru a atenua energia electronilor, insa este ineficienta in cazul particulelor de mare energie
• Surplus modular triplu pentru toate variabilele stocate in memorie
• Programe speciale (EDAC)
• Stocare logica minima (nu se foloseste BIOS)
• Scoaterea din functionare a cache-ului pt a preveni o violare a datelor intre citirea si executia efectica de catre procesor.

In dependenta de tipul satelitului, natura erorilor este variata. De exemplu pentru un satelit de joasa orbita (LEO), sursa primara de erori este anomalia Sud-Atlantica (30 S lat, 34,5 E long), unde campul magnetic terestru nu deflecta braul Van Allen. Pentru un satelit geostationar (GEO) particulele cosmice si solare sunt cele care initiaza erori.

Recent a fost restructurat de catre ESA un server dedicat calcularii anumitor factori de stare in conditii de mediu spatial. Programul foloseste modelele JPL, CREME, CRRES pentru a calcula rata erorilor, tipul de orbita, parametri environmentali si nu numai.