Електроніка, яка зможе працювати на Венері: як її створити?
Source:Погода на Венері — Дантове пекло. Середня температура поверхні – 462 градуси — досить висока, щоб розплавити свинець, а атмосферний тиск у 92 рази вище, ніж на Землі на рівні моря (9,2 МПа). З цих причин деякі автоматичні місії змогли потрапити на поверхню Венери, а ті, що змогли, довго не протягнули — від 20 хвилин до 2 годин, не більше.
Ось чому NASA, плануючи майбутні місії, прагне створювати роботів і компоненти, які зможуть виживати в атмосфері Венери протягом тривалих періодів часу. До них відноситься електроніка нового покоління, яку нещодавно представили вчені з Дослідницького центру Гленна при NASA (GRC). Ця електроніка дозволить посадкового модуля досліджувати поверхню Венери протягом декількох тижнів, місяців або навіть років.
У минулому посадочні апарати, розроблені СРСР і NASA для вивчення Венери — в рамках програм «Венера» і Mariner відповідно — покладалися на стандартну електроніку, в основі якої лежали кремнієві напівпровідники. Вони просто не здатні працювати в умовах температури і тиску, які зустрічаються на поверхні Венери, тому вимагають наявності захисних оболонок і систем охолодження.
Звичайно, залишався лише питання часу, коли ці системи захисту дадуть збій і зонди припинять передачу даних. Рекорд вдалося встановити Радянському Союзу з зондом «Венера-13», який передавав дані протягом 127 хвилин з моменту спуску і приземлення. Забігаючи вперед, NASA і інші космічні агентства хочуть розробити зонди, які зможуть зібрати якомога більше інформації про атмосферу, поверхні і геологічної історії Венери, перш ніж загинуть.
Для цього команда з GRC працює над електронікою, яка буде покладатися на напівпровідники з карбіду кремнію (SiC), які зможуть працювати при температурі Венери або вище. Нещодавно команда провела демонстрацію з використанням перших у світі мікросхем середньої складності на основі SiC, що складалися з десятків або більше транзисторів у вигляді основних цифрових логічних схем і аналогових підсилювачів.
Ці схеми, які будуть використовуватися у всіх електронних системах майбутніх місій, змогли пропрацювати до 4000 годин при температурі 500 градусів — чим ефективно продемонстрували, що можуть існувати в венеріанських умовах протягом тривалого часу. Ці випробування проводилися в середовищі GEER, яка імітує умови на поверхні Венери, включаючи як екстремальну температуру, так і високий тиск.
Ще в квітні 2016 року команда GRC провела випробування кільцевого осцилятора з 12 напівпровідників протягом 521 години (21,7 дня). Під час випробувань вони піднімали температуру ланцюгів до 460 градусів, атмосферний тиск до 9,3 МПа і рівень CO2 та інших слідових газів — до надкритичних. Протягом усього цього процесу осцилятор на основі SiC демонстрував хорошу стабільність і продовжував працювати.
Випробування закінчилося через 21 день з-за розкладу, але могло тривати і далі. Проте і цей результат представив світовий рекорд, що набагато перевершує досягнення будь-яких інших місій. Схожі тести показали, що кільцевої осцилятор може пережити тисячі годин при температурі 500 градусів в земних умовах.
Подібна електроніка представляє важливий парадигми освоєння космосу і може дозволити відбутися місіям, які раніше були неможливі. NASA планує включити електроніку на основі SiC в зонд LLISSE. Його прототип в даний час розробляється для видобутку базових, але дуже цінних наукових вимірювань поверхні Венери.
Інші плани по створенню живучого дослідника Венери включають AREE, «стімпанковий ровер», який спирається на аналогові компоненти, а не на складні електронні системи. У той час як ці концепції спрямовані на те, щоб повністю позбавити нас від електроніки і щоб місія на Венеру могла тривати протягом необмеженого строку, нова електроніка на основі SiC дозволить більш складним роверам працювати в екстремальних умовах.
Так і без Венери ці технології можуть призвести до появи зондів нового класу, здатних досліджувати надра газових гігантів — Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна — у яких температура і тиск були занадто неприступними в минулому. Зонд, що має міцної загартованої оболонкою і електронними схемами на основі SiC, міг би проникати глибоко в надра цих планет і витягувати нові дані про їх атмосферах і магнітних полях.
Поверхня Меркурія також стала доступна для роверів і посадочних модулів, що використовують нові технології, навіть у денний час, коли температура піднімається до 427 градусів. Навіть на Землі є багато екстремальних місць, які можна було б досліджувати за допомогою ланцюгів SiC.
Може бути, одного разу ми зможемо дослідити навіть надра зірки?
Більше:
Що таке дислексія і як її можна вилікувати?
Дислексія впливає на близько 10% населення світу Є багато захворювань у світі, які пов'язані з порушеннями головного і спинного мозку, а також різні групи нервів. Ці захворювання називаються неврологічними розладами і одним з найбільш поширених з них...
Перші відгуки: яка швидкість у супутникового інтернету Starlink від Ілона Маска?
В Інтернеті з'явилися перші відгуки на провайдера Starlink Американський підприємець Ілон Маск (Elon Musk) займається не тільки виробництвом електричних автомобілів і космічних кораблів. У 2015 році він створив компанію Starlink, мета якої полягає в ...
Як злочинці можуть використовувати штучний інтелект? Найнебезпечніший варіант
Штучний інтелект здатний на багато що. Наприклад, він може замінити особа Арнольда Шварценеггера на Сильвестра Сталлоне Останні 10 років ми щодня чуємо новини про те, як той чи інший штучний інтелект навчився новим навичкам. На сьогоднішній день комп...
Новини
Вчені з Тюмені представили матеріал для будівництва доріг в Арктиці
Прокладка доріг в суворих арктичних умовах — завдання не з легких. Але вчені з Тюменського індустріального університету (ТІУ) спільно з колегами з Інституту кріосфери Землі Сибірського відділення РАН створили теплоізоляційни...
Як збирають найбільше в світі дзеркало для телескопа?
Дзеркальну кузню в Університеті Арізони легко не помітити. Володіючи значними розмірами, Лабораторія дзеркал Річарда Кэриса знаходиться в тіні гігантського футбольного стадіону університету на 56 000 місць. Навіть її найвидатніша ...
Фізики знайшли у Великій піраміді загадкову структуру: яким чином?
Фізики частинок знайшли велику, приховану порожнечу в піраміді Хуфу, найбільшій піраміді в Гізі, Єгипет, побудованої між 2600 і 2500 роками до нашої ери. Відкриття, про яке було написано в Nature, було зроблено з використанням віз...
Ілон Маск: наш Tesla Semi «винесе вам мозок!»
Обіцяна жовтнева демонстрація вантажівки Tesla зірвалася з-за цілого ряду причин, тому довелося її переносити на пару тижнів. Зате з-за цього перенесення відбулося багато цікавого. Наприклад, хтось нафотографував нібито готовий ва...
#новини високих технологій | Випуск 218
Кожен понеділок в новому випуску «Новин високих технологій» ми підводимо підсумки минулого тижня, говоримо про найбільш значущих і важливих подіях, ключових відкриттів і цікавих винаходи. На цей раз мова піде про розумну...
Стівен Хокінг: ми пройшли точку неповернення
Стівен Хокінг вважає, що у людства незабаром не залишиться вибору, як покинути Землю і зайнятися пошуком нового будинку. З подібними заявами знаменитий фізик-теоретик вже виступав і раніше. На його думку, шанс на виживання у нас з...
Deus ex machina: створено келих, перетворює воду на вино
Сучасний рівень розвитку харчової і хімічної промисловості дозволяє синтезувати практично будь-який смак і запах. Але що буде, якщо додати до цих досягнень високі технології? З усього цього може вийти дуже цікавий винахід. Таке як...
#новини високих технологій | Випуск 217
Кожен понеділок в новому випуску «Новин високих технологій» ми підводимо підсумки минулого тижня, говоримо про найбільш значущих і важливих подіях, ключових відкриттів і цікавих винаходи. На цей раз мова піде про робота ...
Ми тридцять років від появи свідомості у машин. Але галас передчасно
Сьогодні багато світові технологічні компанії беруть участь в унікальній гонці прагнуть в буквальному сенсі вдихнути життя в штучний інтелект (ШІ). Системи машинного навчання для багатьох уже стали невід'ємною частиною бізнесу, то...
ІІ переміг кращих лондонських юристів
Вже досить давно говорять про те, що багато сфер діяльності в майбутньому можуть «віддати» роботам під управлінням штучного інтелекту. Але якщо автоматизоване виробництво начебто складальних ліній або сфери обслуговуванн...
Інженери Disney створили тактильні феєрверки для сліпих людей
Лабораторія Disney Research продовжує створювати абсолютно нові технології, які не обов'язково пов'язані з анімацією і кіно. Ми вже неодноразово розповідали вам про те, чим займаються інженери цієї компанії. Наприклад, вони створи...
У Китаї запустили перший трамвай на водневому паливі
Створення транспортних засобів, які використовують в якості джерела енергії альтернативні види палива – дуже перспективна розробка. Причому мова не завжди йде про використання електрики. Приміром, нещодавно в Китаї, в місті Таншан...
#новини високих технологій | Випуск 216
Кожен понеділок в новому випуску «Новин високих технологій» ми підводимо підсумки минулого тижня, говоримо про найбільш значущих і важливих подіях, ключових відкриттів і цікавих винаходи. На цей раз мова піде про нейронн...
Глава SoftBank: технологічна сингулярність настане через 30 років
У світі є лише кілька людей, які щиро вірять у наближення так званої технологічної сингулярності – моменту, коли інтелектуальні машини стануть розумнішими людини. Одним з таких людей є, наприклад, футуролог, винахідник і технічний...
Штучний інтелект навчився обходити захист від роботів
Одним з основних способів захистити Інтернет від навали ботів є капча — комп'ютерний тест, за допомогою якого система визначає, чи є користувач людиною чи комп'ютером. Це один з прикладів тесту Тьюринга. Основна ідея тесту &...
3D-принтер для друку їжі з'явиться на кожній кухні в найближчі роки
За допомогою технологій 3D-друку вже створюються деталі для різних механізмів, мости і навіть цілі будинки. Але, схоже, технологія має набагато більший потенціал, і вона може бути використана в харчовій промисловості. Принаймні са...
Створено камуфляж, здатний змінювати колір і форму
Немає ніяких сумнівів в тому, що в майбутньому високі технології дадуть нам можливість почати користуватися так званої «розумної» одягом. Але використання такого одягу не обмежена вбудовуванням сенсорів і датчиків для зчитування б...
Вчені вважають, що майбутнє енергетики за прозорими сонячними панелями
Ідея використовувати абсолютно прозорі сонячні панелі в якості скла для вікон, витала в повітрі досить давно. Уявіть тільки, наскільки ефективно можна було б використовувати звичні поверхні для того, щоб виробляти електрику для св...
#новини високих технологій | Випуск 215
Кожен понеділок в новому випуску «Новин високих технологій» ми підводимо підсумки минулого тижня, говоримо про найбільш значущих і важливих подіях, ключових відкриттів і цікавих винаходи. На цей раз мова піде про видобут...
Ілон Маск, мільярдер-засновник PayPal, улюбленець публіки і талановитий підприємець сучасності, радує світ електромобілями Tesla Motors і космічними польотами SpaceX. Зовсім недавно Маск має намір істотно скоротити час пересування...
Примітка (0)
Ця стаття не має коментарів, будьте першим!