Uzay görevleri Dünya yörüngesinden derin uzaya doğru genişledikçe, uzay araçlarının topladığı veriyi güvenli biçimde işleme ve depolama ihtiyacı artıyor. Yapay zeka destekli sistemlerin uydular ve otonom uzay araçlarında daha fazla kullanılması, bellek çiplerinin zorlu uzay koşullarına dayanmasını kritik hale getiriyor. Georgia Tech Elektrik ve Bilgisayar Mühendisliği Okulu araştırmacıları, bu ihtiyaca yönelik olarak radyasyona dayanıklı yeni bir ferroelektrik NAND flaş bellek geliştirdi. DARPA desteğiyle yürütülen çalışma, özellikle yüksek radyasyon ortamlarında veri güvenliğini artırmayı hedefliyor.
VERİLER KUTUPLAŞMA İLE SAKLANIYOR
Günümüzde akıllı telefonlardan veri merkezlerine kadar yaygın biçimde kullanılan NAND flaş bellekler, verileri hapsedilmiş elektrik yükleriyle depoluyor. Ancak uzay radyasyonu bu yüklerle etkileşime girerek verilerin bozulmasına neden olabiliyor. Araştırma ekibi, bu sorunu aşmak için silikonla uyumlu hafniyum oksit temelli yeni bir bellek mimarisi geliştirdi. Ferroelektrik NAND flaş bellek, verileri elektrik yükü yerine malzeme içindeki kalıcı elektriksel kutuplaşma ile saklıyor. Projeyi yürüten Doç. Dr. Asif Khan, geleneksel flaş belleğin uzay radyasyonuna karşı hassas olduğunu belirterek, ferroelektrik NAND flaş depolamanın polarizasyon tabanlı yapısı sayesinde radyasyon etkilerine karşı çok daha dayanıklı olduğunu ifade etti.
1 MİLYON RAD’A KADAR DAYANDI
Makalenin baş yazarı ve doktora öğrencisi Lance Fernandes tarafından Georgia Tech temiz odalarında üretilen çipler, Pennsylvania Eyalet Üniversitesi’nde radyasyon testlerine tabi tutuldu. Testlerde yeni bellek çiplerinin, 100 milyon X-ışınına eşdeğer olduğu belirtilen 1 milyon rad’a kadar radyasyon emilimine dayanabildiği görüldü. Bu değer, alçak Dünya yörüngesinde görev yapan uyduların ihtiyaç duyduğu 5.000 ila 30.000 rad ve jeostasyonel yörüngede gereken 100.000 ila 300.000 rad aralığının üzerinde bulunuyor. Bu sonuç, geliştirilen belleğin derin uzay görevleri ve uzun ömürlü uydu sistemleri için kullanılabilecek bir aday teknoloji olduğunu gösteriyor.
SAVUNMA VE UZAY SİSTEMLERİ İÇİN STRATEJİK ÖNEM
Proje, Yarı İletken Araştırma Kurumu tarafından yürütülürken, DARPA ve ABD Savunma Bakanlığı Tehdit Azaltma Ajansı gibi kurumlar tarafından desteklendi. Bu nedenle teknoloji yalnızca sivil uzay araştırmaları için değil, askeri haberleşme ve istihbarat uyduları açısından da önem taşıyor.
Araştırmacılar, ferroelektrik NAND flaş belleğin radyasyon dayanımının yanı sıra ekstrem ortamlarda güvenilir veri depolama kapasitesiyle de öne çıktığını belirtiyor. Bu teknolojinin geliştirilmesi, uzay ve savunma sistemlerinde daha dayanıklı yarı iletken çözümlerinin önünü açabilir.
