“青鸟”能在轨道上稳定运行271年比老法子强太多了

复旦大学集成电路与微纳电子创新学院的周鹏教授和马顺利副教授,带着“青鸟”这个原子层半导体抗辐射射频通信系统,终于让这个难题解决了。为了把这个技术带到太空去,他们把这个系统装在了“复旦一号”卫星上,让它在离地球517公里的低地轨道上待了足足9个月。结果证明,在那个充满危险的宇宙辐射环境里,“青鸟”传输数据出错的概率竟然连一亿分之一都不到。理论推算下来,“青鸟”能在轨道上稳定运行271年,比老法子强太多了。 周鹏教授把老技术形容成给电子器件穿上盔甲或者多安排人手,虽然能凑合着用,代价却是得占用更多空间和能耗。以前的三维半导体一旦被高能粒子打中就容易断筋折骨,通常得靠冗余设计或者金属罩子来保护。但“青鸟”系统的材料厚度只有0.68纳米,像个薄饼一样铺在那里。当粒子穿过时,“青鸟”的二维平面结构能拦住那些连锁反应,从根本上提高了器件本身的抗揍能力。 这个团队从材料到设计再到系统组装全都靠自己搞定。马顺利副教授说,因为原子层半导体没有现成的工具用,大家硬是自己动手开发了一套设计平台,现在国内除了他们没人有这本事。更让人高兴的是,“青鸟”的工艺跟现有的生产线完全能搭调,以后量产就省事多了。 在航天领域这简直是个大福音:“青鸟”的耗电量只有传统方法的五分之一,重量也比以前轻了90%。卫星的寿命能从现在的3年多撑到20年甚至30年,维护成本一下子就省下来了。周鹏教授还说,以后卫星可能在太空中自己干活处理图像啥的,不用总往地上送数据去计算,这对探索深空特别有帮助。 从实验室搞到天上验证成功,“青鸟”标志着我国在高端航天电子这块终于从跟跑变成了并肩跑。这个突破不光是解决了辐射问题,更是向世界展示了咱们中国人有本事应对难题。等到技术成熟了产业化了,中国在建设太空基础设施和探索深空这些大事上就有了更硬气的靠山。