إذا تجمد الكمبيوتر فجأة ، أو عرض "شاشة الموت الزرقاء" أو تعذر عليه نسخ الملف ، فلا تتسرع في إلقاء اللوم على الشركة المصنعة لأجهزة الكمبيوتر أو ذاكرة عربات التي تجرها الدواب. ربما يكون سبب الفشل هو الإشعاع الكوني. تسمى مثل هذه الأحداث "انتهاكات
اضطراب حدث واحد (SEU)".
الانتهاك الناتج عن حدث واحد هو تغيير في حالة المكون الإلكتروني ناتج عن جسيم واحد من الإشعاع المؤين (أيون ، فوتون ، بروتون ، نيوترون ، إلخ) ، والذي يصطدم مع عقدة حساسة في النظام ، مثل المعالج الدقيق ، ذاكرة أشباه الموصلات أو ترانزستور قوي. يحدث التغيير في الحالة بسبب حدوث شحن مجاني ، والذي يظهر نتيجة التأين داخل أو بالقرب من العقدة الحساسة للنظام أو عنصر منطقي ، مثل بت الذاكرة. نتيجة لذلك ، ينتج الجهاز خطأ. يُطلق على هذا الخطأ الفردي أيضًا "انتهاك نتيجة لحدث واحد" ، أو SEU ، أو ببساطة خطأ
عشوائي (خطأ بسيط).
تحدث الاضطرابات العرضية الناجمة عن الإشعاع الكوني بشكل دوري حتى على الأرض ، واحتمال حدوثها في الطائرات على ارتفاع وفي مدار قريب من الأرض أكبر مئات المرات. الأعلى - على الأرجح ، لأن هناك جوًا أكثر ندرة وحماية أضعف من الإشعاع الكوني.
قد تختلف نتائج SEUs. على سبيل المثال ، في صورة رقمية ، قد ينقطع بكسل واحد. لا شيء يدعو للقلق. إنها مسألة أخرى إذا تعطل نظام الكمبيوتر الخاص بالطائرة بسبب النيوترون الفضائي ، وعليه أن يذهب في حالة هبوط اضطراري.
حدث هذا
بالفعل مرة واحدة مع طائرة النقل العسكرية C-141B Starlifter ، التي تعرضت لحادث عرضي أثناء تحليقها فوق بحر اليابان وعلى متنها أكثر من 100 راكب. أثناء الرحلة ، سقطت الطائرة فجأة في الجناح الأيمن. تمكن الطاقم من تقويم اللفة وهبوط الطائرة. أظهر تحقيق لاحق أن الشريحة الدقيقة في نظام التحكم الآلي أعطت فجأة قراءات خاطئة مع بت خاطئة - ربما بسبب اصطدام مع نيوترون.
وفقًا للإحصاءات ، على ارتفاع عال ، يمر ما يقرب من 1600 جسيم كوني في الثانية عبر كل متر مربع من السطح. أي أن ما يقرب من 600 جسيم كوني في الساعة تمر عبر كل سنتيمتر مربع. بناءً على هذه الافتراضات ، قد لا يكون الفشل العشوائي أحداثًا نادرة كما يبدو لشخص ما.
على ارتفاع أكثر من 9000 متر ، تكون كثافة تدفق النيوترون أعلى 300 مرة من مستوى سطح البحر. كما يزداد احتمال حدوث انتهاك نتيجة حدث واحد. لسوء الحظ ، لا توجد حماية حقيقية ضد الأشعة الكونية ، لذلك كل ما تبقى هو الاعتماد على الحظ.
في 7 أكتوبر 2008 ، سافرت طائرة الخطوط الجوية كانتاس إيرباص A330-303 من بيرث (أستراليا) إلى سنغافورة. على ارتفاع 11300 متر ، حدث فشل في أحد الكتل المرجعية الثلاثية ، ونتيجة لذلك تم إرسال بيانات غير صحيحة إلى نظام التحكم في الكمبيوتر. لهذا السبب ، سقطت الطائرة فجأة ، وألقت الركاب الذين لم يكن يرتدون أحزمة الأمان. استقبلت الإصابات 110 من 303 ركاب ، وكذلك 9 من 12 من أفراد الطاقم. من بين الركاب ، أصيب 12 شخصًا بجروح خطيرة ، وذهب 39 شخصًا آخر إلى المستشفى. من بين جميع الأسباب المحتملة لفشل كتلة القصور الذاتي ، بقيت SEU فقط غير مستبعدة ، وتم الاعتراف بالباقي على أنه "غير محتمل" أو "بعيد الاحتمال". ومع ذلك ، اعتبر مجلس سلامة النقل الأسترالي أنه "دليل غير كافٍ لتقييم احتمالية" أن SEU هي التي تسببت في الفشل.على الرغم من أن احتمال حدوث عطل واحد بسبب الإشعاع الكوني على الأرض هو 300 مرة أقل من ارتفاع 9000 متر ، إلا أن بعض الأحداث التي لا يمكن تفسيرها والتي تحدث مع تكنولوجيا الكمبيوتر تُعزى أحيانًا إلى هذه الظاهرة. على سبيل المثال ، في عام 2003 ، أضافت آلة التصويت الإلكترونية في Schaerbeek (بلجيكا) 4096 صوتًا إلى أحد المرشحين. كشف تحقيق أن هذا الفشل ناتج عن تغيير في بتة واحدة في ذاكرة الجهاز. كان السبب يسمى الإشعاع الكوني. عادة ، تم اكتشاف الخطأ فقط لأن المرشح حصل على أصوات أكثر مما كان ممكنًا. وإلا ، لكان الفشل يمر دون أن يلاحظه أحد.
يقول بهارات بهوفا ، عضو مجموعة أبحاث التأثيرات الإشعاعية وأستاذ الهندسة الكهربائية في جامعة فاندربيلت (هذه مشكلة كبيرة حقًا ، لكنها تظل غير مرئية إلى حد كبير للمجتمع). الولايات المتحدة الأمريكية). تشكلت مجموعة البحث هذه في عام 1987 ، بما في ذلك دراسة تأثير الإشعاع الكوني على الأنظمة الإلكترونية. في البداية ، انخرطت المجموعة في الأنظمة العسكرية والفضائية ، ولكن منذ عام 2001 وسعت نطاق المصالح لتشمل الإلكترونيات الاستهلاكية.
على الرغم من وجود أمثلة مذهلة إلى حد ما على أعطال المعدات ، إلا أن SEUs تظل ظاهرة نادرة للغاية. لكن الخبراء ينتبهون إلى أن الدوائر الإلكترونية الدقيقة تستخدم بشكل متزايد في مختلف الأجهزة المنزلية. تزداد كثافة الترانزستورات على الرقائق ، كما يزيد عددها. وبسبب هذا ، تزداد احتمالية مواجهة "فشل الفضاء" كل عام. يدرس منتجو الكهرباء المشكلة. على سبيل المثال ، في عام 2008 ،
صعد مهندسو فوجيتسو
بركان هاواي لقياس الإشعاع الكوني على ارتفاع 4200 متر. هناك حوالي 16 مرة أعلى من مستوى سطح البحر.
للحماية من الإشعاع الكوني ، يحاول مصنعو الإلكترونيات الاستهلاكية استخدام مواد أقل حساسية ورموز تصحيح الأخطاء. يمكن للأجهزة الأكثر تكلفة استخدام أنظمة الازدواجية.
لدى المهندسين ومسؤولي النظام والمبرمجين الآن عذر ممتاز لشرح الأخطاء الغريبة في تكنولوجيا الكمبيوتر.