A humanidade enfrenta um grande desafio, como proteger os circuitos e sistemas da radiação, tanto em missões espaciais quanto aqui na Terra? Fernanda Kastensmidt, membro do IEEE, maior organização técnica do mundo dedicada ao avanço da tecnologia para o benefício da humanidade, e professora no Instituto de Informática da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS), explica que “existem diferentes técnicas em software, em hardware e em materiais que podem proteger estes circuitos da radiação e evitar falhas permanentes.” Kastensmidt é autoridade no tema, pois 10 anos atrás coordenou o projeto que criou o primeiro chip resistente à radiação no Brasil, e também fez parte dos projetos dos satélites brasileiros NanosatC-BR e NanosatC-BR2, além de estar trabalhando no projeto de mais um satélite nacional.
Mas, qual o grande problema da radiação sobre circuitos elétricos? Para a especialista, “o Sol emite muitas partículas energizadas mais próximo da Terra, e também podem vir algumas partículas de outras galáxias. Mas, para qualquer aplicação espacial de satélite ou entre planetas, todo o circuito integrado vai passar por uma forte chuva de íons que batem nesse material e pode causar pulsos de corrente que podem fazer com que o circuito se degrade.”
Segundo Kastensmidt, esta degradação pode queimar o circuito, ou então gerar falhas que afetem as informações geradas pelo sistema. Ela conta que “é possível usar uma cobertura de algum material para reduzir a interferência da radiação, mas, no espaço, não existe nenhuma coisa que seja tão espessa e tão grande que consiga evitar que qualquer partícula de radiação passe por ela, então ela sempre vai passar, mas pode passar com menos intensidade.”
Kastensmidt diz que, mesmo na Terra, os circuitos não estão livres da radiação que vem do espaço. “Por conta da atmosfera, esses íons são filtrados, mas muitas vezes recebemos uma chuva de nêutrons, que batem no circuito integrado, gerando partículas secundárias conforme o material atingido. Essas partículas secundárias, são energizadas, e também podem causar falhas,” explica a especialista.
Ela cita como exemplo disso os carros autônomos, que “estão começando a usar algumas tolerâncias a falhas para evitar esse tipo de erro. Um carro autônomo precisa estar constantemente identificando placas de trânsito, pessoas e animais, mas se houver uma falha, esta interpretação pode estar errada, o que pode gerar um acidente.”
Além das proteções de hardware e de materiais, existem “vários algoritmos de código de correção que usam paridades mais complexas para detectar e corrigir falhas. Um exemplo são técnicas de software, que ficam comparando com dados redundantes, para saber se a execução do software está seguindo os passos previstos.”
No momento, Fernanda Kastensmidt está trabalhando em um novo projeto, um edital da Agência Espacial Brasileira com o CNPQ, focado na tolerância de software em computadores de bordo. “Este projeto é baseado em um software aberto da Nasa, e nós vamos proteger esse software com algumas técnicas e fazer a validação em alguns processadores embarcados,” diz a especialista.
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