17 feb. 1999
2 minuten
Het Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS, Institut für Weltraumforschung, IWF van de Oostenrijkse Akademie der Wissenshaften, ÖAW en de Full Service Foundry divisie van AMS AG, leverancier van sensoren en analoge IC’s maken uiterst nauwkeurige metingen mogelijk van de magnetosfeer van de aarde, vanuit de ruimte. Daarbij wordt voor het eerst een nieuw type geïntegreerd circuit gebruikt.
Als onderdeel van de ‘Magnetospheric Multiscale’ missie van Nasa, die in maart van dit jaar is gelanceerd, voeren vier identiek uitgeruste satellieten nauwkeurige driedimensionale metingen uit van de magnetosfeer van de aarde. Het ambitieuze doel van deze missie is het onderzoeken van de dynamiek van de magnetosfeer, door het met extreme nauwkeurigheid meten van zeer kleine variaties in het aardmagnetisch veld. De onderzoeksinspanning die wordt geleid door het Space Research Institute (in Graz, Oostenrijk) is gericht op de zogeheten magnetische reconnectie, een fysisch proces waarbij de magnetische energie van de aarde wordt omgezet in kinetische energie, thermische energie en deeltjesversnelling. Magnetische reconnectie is een van de mechanismen die verantwoordelijk zijn voor het noorderlicht en voor tijdelijke verstoringen van de magnetosfeer.
Zoals alle meetinstrumenten en andere apparatuur in satellieten, moet de magnetometer van het Space Research Institute zo klein en licht mogelijk zijn en heel weinig vermogen gebruiken. Bovendien moet hij buitengewoon nauwkeurig zijn onder moeilijke omstandigheden, zoals zeer lage temperaturen en straling.
Het Fraunhofer Institute for Integrated Circuits en het Space Research Institute hebben een klein toepassingsspecifiek IC (asic) ontwikkeld waarmee de digitale flux-gate magnetometer (DFG) van de satelliet nauwkeurige metingen kan uitvoeren bij gering stroomverbruik. De DFG-sensor is geleverd door de University of California, Los Angeles. Hij werkt met een resolutie van 10 picotesla, enkele duizenden malen gevoeliger dan een conventioneel elektronisch kompas.
De asic is geproduceerd door AMS in 0,35-μm Cmos (C35) procestechnologie. Door een unieke procesarchitectuur is de stralingsbestendige C35-technologie bijzonder geschikt voor lucht- en ruimtevaarttoepassingen.
"Dankzij de C35-procestechnologie kon het team van onderzoekers en wetenschappers een complex analoog/mixed-signal circuit ontwikkelen dat in alle opzichten onze verwachtingen op indrukwekkende wijze overtrof", zegt Johann Hauer, projectmanager Asic Development bij Fraunhofer IIS.
"Na twee maanden in de ruimte kunnen we met trots bevestigen dat de chip-magnetometer ruimschoots voldoet aan de nauwkeurigheids- en stabiliteitseisen", constateert Werner Magnes, deputy director van het Graz Space Research Institute.
"Tijdens bijna 25 jaar samenwerking met Fraunhofer IIS, heeft AMS met succes een groot aantal complexe IC’s ontwikkeld, zowel voor research als voor industriële programma’s. We zijn blij dat de door ons geproduceerde IC’s nu betrouwbaar werken in de ruimte en bijdragen aan een beter begrip van de fysica van de aarde", stelt Markus Wuchse, general manager of AMS’s Full Service Foundry divisie.
Anderen lazen ook
