Les semi-conducteurs durcis contribuent au succès de la mission Artemis II
Les systèmes électroniques embarqués dans la capsule Orion de la mission Artemis II ont notamment reposé sur des semi-conducteurs durcis aux radiations fournis par Infineon.
www.infineon.com
La mission Artemis II, conduite par la NASA, s’est achevée après dix jours en orbite et au-delà, avec un retour sur Terre de l’équipage. Cette mission habitée a atteint une distance record pour un vol humain, en s’approchant de la Lune avant de regagner la Terre.
Les systèmes électroniques embarqués dans la capsule Orion intégraient notamment des semi-conducteurs durcis aux radiations fournis par Infineon Technologies. Ces composants ont été utilisés dans plusieurs sous-systèmes critiques, notamment l’alimentation électrique, les fonctions de contrôle et les communications de données. Développés par la division IR HiRel du groupe allemand, ils sont conçus pour fonctionner dans des environnements soumis à des niveaux élevés de radiations ionisantes, comme ceux rencontrés au-delà de la magnétosphère terrestre.
Se protéger des particules énergétiques
Les contraintes liées à l’environnement spatial imposent des exigences spécifiques aux composants électroniques. L’exposition directe aux particules énergétiques peut provoquer des défaillances irréversibles, telles que des inversions de bits, des dégradations de matériaux ou des destructions de circuits. Les technologies dites « rad-hard » (radiation-hardened) visent à limiter ces effets par des choix d’architecture et de conception, plutôt que par un simple blindage physique.
Les composants utilisés dans le cadre d’Artemis II répondaient à plusieurs normes de qualification en vigueur dans le secteur spatial, notamment les standards militaires américains MIL-PRF-38535 Classe V et MIL-PRF-19500, ainsi que les référentiels européens ESCC et les exigences de la NASA définies dans le document EEE-INST-002. Ces certifications encadrent les procédés de fabrication, les tests de fiabilité et la traçabilité des composants.
Infineon s’inscrit dans une continuité historique de fourniture de composants pour le spatial, remontant aux années 1970 via ses entités antérieures. Depuis lors, ces technologies ont été intégrées à divers programmes, incluant des satellites de navigation, la Station spatiale internationale et d’autres missions d’exploration.
Le nitrure de gallium s’invite dans l’espace
Par ailleurs, l’évolution des besoins du secteur spatial, marquée par une augmentation du volume de données, une électrification accrue des systèmes et des contraintes renforcées en matière de masse et de consommation énergétique, conduit à l’adoption de nouveaux matériaux semi-conducteurs. Le nitrure de gallium (GaN) fait partie de ces évolutions. Ce matériau permet de réduire les pertes lors des commutations électriques et d’augmenter la densité de puissance, ce qui peut contribuer à diminuer la taille des systèmes et les besoins en composants passifs associés.
Dans ce contexte, Infineon a développé un transistor GaN durci aux radiations, qualifié selon le standard JANS (Joint Army Navy Space) conformément à la norme MIL-PRF-19500. Ce composant est fabriqué en interne, ce qui permet un contrôle direct des procédés de production et des paramètres de qualité.
Intégration à l’échelle du système
L’approche industrielle mise en œuvre repose sur une intégration à l’échelle du système, combinant la conception des semi-conducteurs, leur qualification face aux radiations et leur encapsulation. Cette approche vise à optimiser les performances électriques, thermiques et la fiabilité dans la durée, tout en tenant compte des contraintes de masse et de volume propres aux missions spatiales.
Le portefeuille proposé inclut des transistors Mosfet en silicium, des dispositifs GaN, des pilotes de grille, des relais statiques, ainsi que des mémoires et composants radiofréquence durcis aux radiations. Ces éléments sont destinés à répondre aux besoins variés des architectures électroniques embarquées dans les missions spatiales.
Publié par Youssef Belgnaoui, rédacteur pour Induportals.
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