Oras ant Veneros yra tarsi kažkas iš Dantės Inferno. Vidutinė paviršiaus temperatūra - 737 K (462 ° C; 864 ° F) - yra pakankamai karšta, kad ištirptų švinas, o atmosferos slėgis yra 92 kartus didesnis už Žemės lygį jūros lygyje (9,2 MPa). Dėl šios priežasties labai nedaug robotų misijų kada nors buvo patekę į Veneros paviršių, ir tos, kurios ilgai neužtruko - nuo maždaug 20 minučių iki šiek tiek daugiau nei dviejų valandų.
Todėl NASA, žvelgdama į būsimas misijas, siekia sukurti robotų misijas ir komponentus, kurie ilgą laiką galėtų išgyventi Veneros atmosferoje. Tai apima naujos kartos elektroniką, kurią neseniai pristatė NASA Glenn tyrimų centro (GRC) tyrėjai. Ši elektronika leistų nusileidžiančiajam tyrinėti Veneros paviršių savaites, mėnesius ar net metus.
Anksčiau sovietai ir NASA kūrė nusileidimus, skirtus tyrinėti Venerą Venera ir Jūrininkas programos, atitinkamai, rėmėsi standartine elektronika, kurios pagrindą sudarė silicio puslaidininkiai. Jie tiesiog nėra pajėgūs veikti tokiomis temperatūros ir slėgio sąlygomis, kokios yra Veneros paviršiuje, todėl reikalaujama, kad jie turėtų apsauginius apvalkalus ir aušinimo sistemas.
Natūralu, kad tai buvo tik laiko klausimas, kol šios apsaugos nepavyko ir zondai nustojo skleisti. Rekordą sovietai pasiekė savo Venera 13 zondas, kuris 127 minutes perduodavo nuo jo nusileidimo iki nusileidimo. Žvelgiant į ateitį, NASA ir kitos kosmoso agentūros nori sukurti zondus, kurie galėtų surinkti kuo daugiau informacijos apie Veneros atmosferą, paviršių ir geologinę istoriją, kol dar nesibaigs laikas.
Norėdami tai padaryti, NASA GRC komanda dirbo kurdama elektroniką, pagrįstą silicio karbido (SiC) puslaidininkiais, kurie galėtų veikti Veneros ar aukštesnėje temperatūroje. Neseniai komanda surengė demonstraciją, naudodama pirmąsias pasaulyje vidutiniškai sudėtingas SiC pagrįstas mikroschemas, kurias sudarė dešimtys ar daugiau tranzistorių, turinčių pagrindines skaitmeninės logikos grandines ir analoginius operacijos stiprintuvus.
Šios grandinės, kurios bus naudojamos būsimosios misijos elektroninėse sistemose, 500 ° C (932 ° F) temperatūroje galėjo veikti iki 4000 valandų - veiksmingai įrodė, kad jos ilgą laiką gali išgyventi panašios į Venerą sąlygomis. laikotarpiai. Šie bandymai vyko „Glenn Extreme Environments Rig“ (GEER), kurie imitavo Veneros paviršiaus sąlygas, įskaitant kraštutinę temperatūrą ir aukštą slėgį.
2016 m. Balandžio mėn. GRC komanda 521 valandą (21,7 dienos), naudodama „GEER“, išbandė SiC 12 tranzistorių žiedinį generatorių. Bandymo metu jie pakėlė, kad kontūrai veikiami iki 460 ° C (860 ° F), 9,3 MPa atmosferos slėgis ir superkritinis CO 2 (ir kitų pėdsakų dujų) lygis. Viso proceso metu SiC osciliatorius parodė gerą stabilumą ir nuolat veikė.
Šis bandymas buvo baigtas po 21 dienos dėl planavimo priežasčių ir galėjo būti tęsiamas daug ilgiau. Nepaisant to, trukmė buvo reikšmingas pasaulio rekordas, jos dydis buvo ilgesnis nei bet kurios kitos surengtos demonstracijos ar misijos. Panašūs testai parodė, kad žiedo osciliatorių grandinės gali išgyventi tūkstančius valandų 500 ° C (932 ° F) temperatūroje žemės ir oro aplinkos sąlygomis.
Tokia elektronika yra svarbus NASA ir kosminių tyrinėjimų poslinkis ir įgalintų misijas, kurių anksčiau nebuvo įmanoma atlikti. NASA mokslo misijos kryptis (SMD) planuoja integruoti SiC elektroniką į savo ilgalaikio veikimo in situ saulės sistemos tyrėją (LLISSE). Šiuo metu kuriamas šios nebrangios koncepcijos prototipas, kuris teiktų pagrindines, bet labai vertingas mokslines priemones iš Veneros paviršiaus mėnesiams ar ilgiau.
Kiti planai sukurti „Venus“ tyrinėtoją yra „Automaton Rover“ ekstremalioms aplinkoms (AREE), „steampunk rover“ koncepcija, kuri remiasi analogiškais komponentais, o ne sudėtingomis elektroninėmis sistemomis. Nors šia koncepcija siekiama visiškai atsikratyti elektronikos, siekiant užtikrinti, kad Veneros misija galėtų veikti neribotą laiką, naujoji SiC elektronika leistų sudėtingesniems roveriams tęsti veiklą ekstremaliomis sąlygomis.
Be Veneros, ši naujoji technologija taip pat galėtų paskatinti naujų zondų, galinčių tyrinėti dujų milžinų, t. Y. Jupiterio, Saturno, Urano ir Neptūno, klases, kur praeityje temperatūra ir slėgis buvo draudžiami. Bet zondas, kuris remiasi sukietėjusiu apvalkalu ir SiC elektroninėmis grandinėmis, galėtų labai gerai įsiskverbti į šių planetų vidų ir atskleisti stulbinančius naujus dalykus apie jų atmosferą ir magnetinius laukus.
Gyvsidabrio paviršių taip pat galėtų pasiekti roveriai ir pakrovėjai, naudodamiesi šia nauja technologija - net dienos pusėje, kur temperatūra siekia aukščiausią 700 K (427 ° C; 800 ° F). Žemėje yra daugybė ekstremalių aplinkų, kurias dabar būtų galima ištirti naudojant SiC grandines. Pvz., Dronai, aprūpinti SiC elektronika, galėtų stebėti giluminių jūrų naftos gręžinius ar tyrinėti giliai į Žemės vidų.
Taip pat yra komercinių programų, susijusių su aviacijos varikliais ir pramoniniais perdirbėjais, kur dėl stipraus karščio ar slėgio tradiciškai elektroninis stebėjimas tapo neįmanomas. Dabar tokios sistemos galėtų būti „intelektualios“, kai jos galėtų save stebėti, o ne pasikliauja operatoriais ar žmonių priežiūra.
Esant ekstremalioms grandinėms ir (kažkada) ekstremalioms medžiagoms, būtų galima ištirti bet kokią aplinką. Gal net žvaigždės interjeras!
