Électronique, qui est en mesure de travailler sur Vénus: comment en créer un?

Météo sur Vénus — Дантов l'enfer. La température moyenne de la surface – 462 degrés — est assez élevée pour faire fondre le plomb, et la pression atmosphérique dans le 92 fois plus élevé que sur la Terre au niveau de la mer (9,2 Mpa). Pour ces raisons, peu automatique de la mission ont pu arriver à la surface de Vénus, et ceux qui pourraient, à long n'est pas un coup de 20 minutes à 2 heures, pas plus.

C'est pourquoi la NASA, en planifiant les futures missions, s'efforce de créer des robots et composants qui peuvent survivre dans l'atmosphère de Vénus pendant de longues périodes de temps. Il s'agit notamment de l'électronique de nouvelle génération, qui a récemment présenté des chercheurs au centre de Recherche Glenn lors de la NASA (GRC). Cette électronique permettra à celle de module d'explorer la surface de Vénus pendant plusieurs semaines, des mois ou même des années.

Dans le passé, sèches, conçu de l'URSS et de la NASA pour l'étude de Vénus dans le cadre des programmes de «Vénus» et Mariner respectivement — s'est appuyé sur le standard de l'électronique, qui s'silicium semi-conducteurs. Ils sont tout simplement pas capables de travailler dans des conditions de température et de pression qui se produisent sur la surface de Vénus, nécessitent donc des gaines de protection et de systèmes de refroidissement.

Naturellement, il ne restait qu'une question de temps, quand ces systèmes de protection échouent et les sondes cessent de transmission de données. Le record a réussi à établir l'Union Soviétique avec la sonde, la «Vénus 13», qui a transmis des données au cours de 127 minutes à partir du moment de la descente et de l'atterrissage. Pour l'avenir, de la NASA et d'autres agences spatiales veulent développer des sondes, qui sera en mesure de recueillir autant d'informations que possible au sujet de l'atmosphère, de la surface et de l'histoire géologique de Vénus, avant de mourir.

Pour ce faire, l'équipe de la GRC travaille sur l'électronique, qui va s'appuyer sur les semi-conducteurs à base de carbure de silicium (SiC), qui peuvent fonctionner à des températures de Vénus ou de ci-dessus. Récemment, l'équipe a réalisé une démonstration avec l'aide de la première dans le monde de puces de difficulté moyenne sur la base de SiC, étant des dizaines ou plus de transistors dans les circuits logiques numériques et analogiques de l'ampli.

Ces schémas, qui seront utilisés dans tous les systèmes électroniques de futures missions, pourraient travailler jusqu'à 4000 heures à la température de 500 degrés — qu'effectivement démontré qu'il peut exister dans венерианских conditions pendant une longue période. Ces tests ont été effectués dans un environnement de GEER, qui simule les conditions à la surface de Vénus, y compris extrême de la température et haute pression.

En avril 2016, l'équipe de la GRC a testé l'anneau de l'oscillateur de 12 semi-conducteurs au cours de 521 heures (21,7 jours). Lors des essais, ils ont soulevé la température des circuits jusqu'à 460 degrés, pression atmosphérique jusqu'à 9,3 Mpa et le niveau de CO₂ et d'autres traces de gaz à supercritique. Pendant tout ce processus, l'oscillateur à base de SiC a montré une bonne stabilité et a continué à travailler.

Le Test s'est terminée après le 21 jour du calendrier, mais il pourrait se poursuivre. Cependant, ce résultat a présenté un record du monde, de beaucoup supérieur de réalisation d'autres missions. Similaires, les tests ont montré que le rond-point de l'oscillateur peut survivre des milliers d'heures à la température de 500 degrés dans les conditions terrestres.

Une telle électronique représente un important changement de paradigme de la maîtrise de l'espace et peut permettre d'avoir lieu aux missions qui étaient auparavant impossibles. La NASA prévoit d'inclure l'électronique à base de SiC dans la sonde LLISSE. Son prototype est en cours d'élaboration pour la production de base, mais très précieux des mesures scientifiques de la surface de Vénus.

D'Autres plans pour la création de живучего les chercheurs de Vénus comprennent AREE, «стимпанковый rover», qui s'appuie sur des composants analogiques, et non pas sur un système électronique complexe. Alors que ces concepts visent à débarrasser complètement de nous, de l'électronique et de la mission sur Vénus pourrait se poursuivre pendant une durée illimitée, la nouvelle électronique à base de SiC permettra plus complexe роверам de travailler dans des conditions extrêmes.

Oui, et sans la Vénus de ces technologies peuvent conduire à l'apparition des sondes de la nouvelle classe, capable d'explorer le sous-sol géants de gaz — de Jupiter, de Saturne, d'Uranus et de Neptune — dont la température et la pression ont été trop inabordables dans le passé. La sonde possédant une solide trempé coque et les schémas électroniques à base de SiC, pourrait pénétrer profondément dans les entrailles de ces planètes et de sortir de nouvelles données sur les atmosphères et les champs magnétiques.

La Surface de Mercure est également devenue disponible pour роверов et plates-modules utilisant les nouvelles technologies, même dans la journée, lorsque la température s'élève à 427 degrés. Même sur Terre, il y a beaucoup extrêmes, que l'on pourrait explorer à l'aide de chaînes de SiC.

Peut-être un jour nous pourrons explorer, même dans les entrailles de la star?