Electrónica, capaz de trabajar en venus: cómo hacerla?

El Tiempo en venus — Дантов infierno. La temperatura media de la superficie – 462 grados — lo suficientemente alto como para derretir el plomo, y la presión atmosférica en el 92 veces mayor que en la Tierra a nivel del mar (9,2 Mpa). Por estas razones, pocos autos de la misión pudieron llegar a la superficie de venus, y los que pudieron, no duran mucho y tendido de 20 minutos a 2 horas, no más.

Es por eso que la NASA, la planificación de futuras misiones, tiene como objetivo la creación de robots y de los componentes que pueden sobrevivir en la atmósfera de venus durante largos períodos de tiempo. A ellos se refiere a la electrónica de nueva generación, que recientemente se han presentado los científicos del centro de Investigación glenn de la NASA (GRC). Esta electrónica permitirá la plantación en el módulo de explorar la superficie de venus, que en el transcurso de varias semanas, meses o incluso años.

En el pasado, los talones de los aparatos desarrollados por la urss y de la NASA para el estudio de venus — en el marco de los programas "venus" y Mariner, respectivamente — se basó en el estándar de la electrónica, a partir de la cual estaban los semiconductores de silicio. Ellos simplemente no son capaces de trabajar en condiciones de temperatura y presión, que se encuentran en la superficie de venus, por lo tanto, requieren de la disponibilidad de las capas protectoras y de los sistemas de refrigeración.

Naturalmente, sólo era cuestión de tiempo que estos sistemas de protección dará un error y sondas dejen de transmisión de datos. El récord se pudo establecer la Unión Soviética con la sonda venus-13", que transmitió la información en el plazo de 127 minutos desde el momento de descenso y el aterrizaje. De cara al futuro, la NASA y otros organismos espaciales quieren desarrollar sondas, que podrán recoger la mayor cantidad posible de información sobre la atmósfera, la superficie y la historia geológica de venus, antes de perder la vida.

Para ello, el comando de GRC está trabajando en la electrónica, que se basan en semiconductores de carburo de silicio (SiC), que pueden funcionar a temperaturas de venus o superior. Recientemente, el equipo realizó una demostración con el uso de los primeros en el mundo de chips de dificultad media en la base de la SiC, que consistía en decenas o más transistores en forma de un marco digital de las lógicas y analógicas de los amplificadores.

Estos esquemas que se utilizarán en todos los sistemas electrónicos de futuras misiones, fueron capaces de desarrollar hasta 4000 horas a una temperatura de 500 grados — que efectivamente han demostrado que pueden existir en венерианских condiciones durante mucho tiempo. Estas pruebas se llevaron a cabo en el entorno de GEER, que simula las condiciones en la superficie de venus, incluyendo tanto a extrema temperatura y alta presión.

Ya en abril de 2016, el equipo de GRC a cabo pruebas de retorno del oscilador de 12 de semiconductores durante 521 horas (21,7 día). Durante los ensayos, se planteaba la temperatura de los circuitos de hasta 460 grados, la presión atmosférica hasta el 9,3 Mpa y el nivel de CO₂ y otros gases traza hasta supercríticos. A lo largo de todo este proceso, el oscilador basado en el SiC, demostró su buena estabilidad y continuó con su trabajo.

La Prueba ha terminado después de 21 días debido a la programación, pero podría continuar y continuar. Sin embargo, y a este resultado, se presentó el récord mundial mucho que supera cumplir con cualquiera de las otras misiones. Similares las pruebas han demostrado que el oscilador de anillo puede sobrevivir miles de horas a una temperatura de 500 grados en las condiciones terrestres.

Esta electrónica representa un importante cambio de paradigma de la exploración espacial, y puede dejar lugar a las misiones que anteriormente no eran posibles. La NASA planea integrar la electrónica en la base de la SiC en la sonda LLISSE. Su prototipo en la actualidad se está preparando para la producción de básicos, pero muy valiosos científicos de la medición de la superficie de venus.

Otros planes de creación de живучего los investigadores de venus incluyen AREE, "стимпанковый rover", que se basa en componentes analógicos, y no en complejos sistemas electrónicos. Mientras que estos conceptos pensados para librarnos de la electrónica y para la misión en venus pueda continuar a perpetuidad, nueva electrónica basada en el SiC permitirá más difícil роверам trabajar en condiciones extremas.

Sí, y sin venus, estas tecnologías pueden conducir a la aparición de las sondas de la nueva clase, capaces de explorar el subsuelo de gas gigantes — júpiter, saturno, urano y neptuno, que tienen la temperatura y la presión eran demasiado inabordables en el pasado. La sonda, con sólida de acero templado de la vaina y circuitos electrónicos basados en SiC, podría penetrar profundamente en el subsuelo de estos planetas y sacar nuevos datos acerca de sus atmósferas y campos magnéticos.

La Superficie de mercurio, también se ha convertido en accesible para роверов y el aterrizaje de los módulos que utilizan las nuevas tecnologías, incluso durante el día, cuando la temperatura se eleva hasta 427 grados. Incluso en la Tierra hay muchos extremos de los lugares que se podría investigar con la ayuda de los circuitos de la SiC.

Puede ser, algún día podremos explorar incluso el subsuelo de la estrella?