Какой тип программного обеспечения используется для моделирования радиационной защиты для использования в космосе или на Марсе?

Надеюсь, это имеет отношение к доске и не будет удалено. Краткая справка: В Таиланде. Аспирант, инженер-механик, с очень ограниченными знаниями о ядерном или космическом излучении. Нет местного ресурса или специалиста, чтобы проконсультироваться.

Я пытаюсь выяснить, есть ли какое-либо программное обеспечение, которое НАСА, SpaceX и производители спутников используют для измерения эффективности своих радиационных экранов перед производством чего-либо. Например, когда мы проектируем продукт, мы запускаем базовое моделирование напряжений в Solidworks, чтобы увидеть, сможет ли он выдержать свое назначение. Или используйте COMSOL для более глубоких измерений.

Из того, что я нашел в Google, есть по крайней мере два программного обеспечения (оба из которых претендуют на звание отраслевого стандарта), которые имеют дело с моделированием космического излучения. Один FASTRAD , а другой Novice .

Я также обнаружил, что использование программного обеспечения, которое занимается молекулярной динамикой (например, ACEMD или GROMACS ), является вариантом, поскольку космическое излучение или GCR имеет чрезвычайно высокую энергию и напрямую взаимодействует с молекулами и атомами.

Существует также RITRACKS НАСА , но, судя по тому, что он читает, он нацелен на моделирование биологического повреждения от тяжелых ионов.

Что касается академических работ, то в большинстве из них просто говорится об использовании «моделирования на основе Монте-Карло» без особой специфики (которую я могу понять на своем уровне понимания). И все 4 вышеупомянутых программного обеспечения делают это.

Я не уверен в FASTRAD и Novice, так как большинство вещей на веб-сайте кажутся мне немного чуждыми. Но для ACEMD и GROMACS я считаю нецелесообразным использовать этот метод, учитывая, сколько времени требуется для вычисления и рендеринга даже простых симуляций. Но опять же, это космическая отрасль, и они должны быть очень точными?

tl;dr - Как НАСА и др. симулировать, будут ли их радиационные экраны выполнять свою работу?

Цель, с которой я спрашиваю об этом, заключается в том, что я заинтересован в ISRU и хотел бы смоделировать, чтобы увидеть, смогут ли мои конструкции выжить при долгосрочном использовании GCR / внеземных цивилизаций. Самый надежный способ сделать это — настоящие испытания, проводимые в Лаборатории космических излучений НАСА ( NSRL ), но она находится на другом конце света, и мы все знаем, насколько щедрыми могут быть бюджеты на исследования.

PS Есть шанс, что я совершенно неправильно понял подход к дизайну, который я должен использовать при работе с космосом. Я был бы очень признателен, если бы у кого-нибудь был какой-либо справочный материал, который они хотели бы предложить, который мог бы указать мне правильное направление для таких вещей. Я понимаю, что выхожу из себя, но это один из немногих проектов, который меня взволновал, несмотря на препятствия. Советник в той же лодке лол

Если вас интересует влияние радиации на электронику, вы можете смоделировать радиационные события и облучение на spice pspice.com/resources/application-notes/…
Расчет радиационных каскадов — трудная и сложная работа, требующая множества приближений и интерполяций. Есть протоны, нейтроны, более тяжелые ионы, фотоны, электроны/позитроны, и когда они входят в материю и сталкиваются с чем-то, они образуют еще более грязную смесь. Причина, по которой люди иногда говорят «мамбл-мамбл монте-карло мамбл мамбл», заключается в том, что это грязно, и никто не хочет тратить время на то, чтобы научиться этому.
Интересно, не лучше ли спросить Physics SE? Экспериментальные исследователи и сотрудники в области ядерной физики и физики элементарных частиц должны выполнять такие расчеты и могут знать хорошо задокументированные программы с открытым исходным кодом, которые доступны академическим исследователям. Но обратите внимание, что вам нужно будет ввести параметры падающего излучения, сколько каждой частицы при каждой энергии и каждом направлении, так что вы не сможете даже начать, пока не исследуете это, и это зависит от конкретной орбиты и направление, в котором вы находитесь на этой орбите.
сбой перекрестной ссылки Google; И NOVICE, и FASTRAD имеют родительские веб-сайты.

Ответы (1)

Отраслевым стандартом является SPENVIS, SRIM или STK. SPENVIS находится в свободном доступе, поэтому я бы рекомендовал использовать его. SPENVIS — это набор пакетов радиационного анализа, специально разработанный НАСА и поддерживаемый ЕКА.