Die Elektronik, die in der Lage, arbeiten auf der Venus: wie erstellen?

Das Wetter auf der Venus — Дантов Hölle. Die Durchschnittliche Oberflächentemperatur von 462 Grad — hoch genug, um Blei Schmelzen, und der atmosphärische Druck ist 92-mal höher als auf der Erde auf Meereshöhe (9,2 MPa). Aus diesen Gründen wenige automatische Mission schafften es auf die Oberfläche der Venus, und diejenigen, die konnten, lange nicht gestreckt — von 20 Minuten bis 2 Stunden, nicht mehr.

Dies ist, warum die NASA, die Planung zukünftige Mission, stets bemüht, Roboter und Komponenten, die in der Lage zu überleben in der Atmosphäre der Venus für längere Zeit. Dazu gehört Elektronik der neuen Generation, die vor kurzem stellten Wissenschaftler vom Forschungszentrum Glenn bei der NASA (GRC). Diese Elektronik ermöglicht es посадочному Modul untersuchen die Oberfläche der Venus innerhalb von ein paar Wochen, Monate oder sogar Jahre.

In der Vergangenheit Sitzplätze, Apparate, entwickelte der UdSSR und der NASA für die Erforschung der Venus — im Rahmen der Programme «Venus» und Mariner beziehungsweise — stützte sich auf eine Standard-Elektronik, basierend auf dem Lagen Silizium-Halbleiter. Sie sind einfach nicht in der Lage, unter Bedingungen von Temperatur und Druck, die sich auf der Oberfläche der Venus, daher erfordern contain und Kühlsysteme.

Natürlich, es blieb nur noch eine Frage der Zeit, Wann diese Schutzsysteme abstürzt und Sonden aufhören Datenübertragung. Rekord gelungen, die Sowjetunion mit der Sonde «Venera-13», übergab die Daten innerhalb von 127 Minuten seit dem Abstieg und der Landung. Vorlaufend, NASA und andere Space agency entwickeln wollen, die Sonden, die in der Lage zu sammeln so viele Informationen wie möglich über die Atmosphäre, die Oberfläche und die geologische Geschichte der Venus, bevor Sie sterben.

Für dieses Team von GRC funktioniert über Elektronik, die sich auf Halbleiter aus Siliziumkarbid (SiC), die in der Lage sein zu arbeiten, wenn die Temperatur der Venus oder höher. Die Mannschaft hat vor kurzem eine Demonstration mit dem Einsatz der weltweit ersten Chipsatz mittlerer Komplexität auf der Grundlage von SiC, bestehend aus einem Dutzend oder mehr transistoren als eine grundlegende digitale logische schaltungen und analogen Verstärkern.

Diese Systeme, die verwendet werden in allen elektronischen Systemen zukünftige Missionen erarbeiten konnten bis zu 4.000 Stunden bei einer Temperatur von 500 Grad — als effektiv gezeigt, dass es möglicherweise in венерианских Bedingungen für eine lange Zeit. Diese Tests wurden in der Umgebung GEER, simuliert die Bedingungen auf der Oberfläche der Venus, darunter die Extreme Temperatur und der hohe Druck.

Noch im April 2016 GRC Team verbrachte Test ringförmigen Oszillator von 12 Halbleitern innerhalb von 521 Stunden (21,7 Tage). Während der Tests Sie hoben die Temperatur Ketten bis zu 460 Grad, Luftdruck bis 9,3 MPa und das Niveau der CO₂ und andere Spuren von Gasen — bis сверхкритических. Während des gesamten Prozesses der Oszillator auf der Basis von SiC zeigte gute Stabilität und fuhr Fort zu arbeiten.

Test endete nach 21 Tagen wegen der Termine, aber kann es weitergehen. Allerdings und dieses Ergebnis stellte den Weltrekord, viel übertrifft die Erreichung aller anderen Missionen. Ähnliche Tests haben gezeigt, dass die Ring-Oszillator erleben kann Tausende von Stunden bei einer Temperatur von 500 Grad in den irdischen Bedingungen.

Solche Elektronik stellt einen wichtigen Paradigmenwechsel Erforschung des Weltraums und kann damit die Missionen stattfinden, die vorher nicht möglich waren. Die NASA plant, aktiviert die Elektronik auf SiC-Basis in der Sonde LLISSE. Der Prototyp wird derzeit entwickelt für die Produktion grundlegenden, aber sehr wertvollen wissenschaftlichen Messungen der Oberfläche der Venus.

Andere Pläne für eine живучего Forscher der Venus gehören AREE, «стимпанковый Rover», stützt sich auf die analogen Komponenten, und nicht auf komplexe elektronische Systeme. Während diese Konzepte sind darauf ausgerichtet, um vollständig zu befreien Sie uns von Elektronik-und dass die Mission auf der Venus konnte weiterhin zeitlich unbeschränkt, neue Elektronik auf SiC-Basis ermöglicht es schwieriger роверам arbeiten unter extremen Bedingungen.

Ja, und der Venus ohne diese Technologien führen zur Entstehung einer neuen Klasse von Sonden, Lage, Untergrund erkunden Gasriesen — Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun — die Temperatur und der Druck waren zu uneinnehmbaren in der Vergangenheit. Die Sonde, mit gehärtetem Gehäuse und eine elektronische schaltungen auf der Basis von SiC, konnte bis tief in die Eingeweide dieser Planeten ziehen und neue Daten über Ihre Atmosphären und magnetische Felder.

Die Oberfläche des Merkur würde auch verfügbar für Rover und Landung Module, die die neuen Technologien, auch tagsüber, wenn die Temperatur steigt bis zu 427 Grad. Auch auf der Erde es gibt viele Extreme Orte, die man erkunden mit Ketten SiC.

Vielleicht können wir eines Tages erkunden Sie auch die Eingeweide Sterne?