מזג האוויר בוונוס הוא כמו משהו שאינו שייך לדנטה תופת. טמפרטורת פני השטח הממוצעת - 737 K (462 מעלות צלזיוס; 864 מעלות צלזיוס) - חמה מספיק כדי להמיס עופרת והלחץ האטמוספרי הוא פי 92 מכדור הארץ בגובה פני הים (9.2 MPa). מסיבה זו מעט מאוד משימות רובוטיות הגיעו אי פעם לשטח ונוס, ואלה שלא נמשכו זמן רב - נעו בערך 20 דקות לקצת יותר משעתיים.
מכאן מדוע נאס"א, עם מבט למשימות עתידיות, מחפשת ליצור משימות רובוטיות ורכיבים שיכולים לשרוד בתוך האווירה של ונוס במשך תקופות ממושכות. אלה כוללים את האלקטרוניקה מהדור הבא שחשפו חוקרים ממרכז המחקר גלן של NASA (GRC) לאחרונה. אלקטרוניקה זו תאפשר לנחתת לחקור את פני ונוס במשך שבועות, חודשים ואף שנים.
בעבר, אדמות שפותחו על ידי הסובייטים ונאס"א כדי לחקור את ונוס - כחלק מה- ונרה ו מרינר תוכניות, בהתאמה - הסתמכו על אלקטרוניקה סטנדרטית, שהתבססו על מוליכים למחצה סיליקון. אלה פשוט לא מסוגלים לפעול בתנאי הטמפרטורה והלחץ הקיימים על פני ונוס, ולכן נדרשים שיהיו להם מעטפת מגן ומערכות קירור.
באופן טבעי, זה היה רק עניין של זמן עד שההגנות הללו לא הצליחו והגשמים הפסיקו לשדר. את השיא השיגו הסובייטים עם שלהם ונרה 13 בדיקה, שהועברה במשך 127 דקות בין ירידתה לנחיתה. במבט קדימה, נאס"א וסוכנויות חלל אחרות רוצים לפתח בדיקות שיכולות לאסוף מידע רב ככל האפשר על האווירה, השטח והגיאולוגיה של ונוס לפני שהם פסק זמן.
לשם כך, צוות מבית GRC של נאס"א פעל לפיתוח אלקטרוניקה המסתמכת על מוליכי מוליכים למחצה (SiC) של סיליקון, שיוכלו לפעול בטמפרטורות של ונוס או מעל. לאחרונה ערכה הצוות הפגנה באמצעות מעגלי מיקרו-מעגלים מבוססי SiC הראשונים בעולם, אשר מורכבים מעשרות טרנזיסטורים או יותר בצורה של מעגלי לוגיקה דיגיטלית ליבה ומגברי פעולה אנלוגיים.
מעגלים אלה, שישמשו בכל המערכות האלקטרוניות של משימה עתידית, הצליחו לפעול עד 4000 שעות בטמפרטורות של 500 מעלות צלזיוס - הוכיחו ביעילות שהם יכולים לשרוד בתנאים דמויי נוגה למשך זמן ממושך. תקופות. בדיקות אלו נערכו ב- REN (GER), המדמה את תנאי השטח של ונוס, כולל גם הטמפרטורה הקיצונית והלחץ הגבוה.
באפריל 2016, צוות GRC בדק מתנד טבעות SiC 12 עם טרנזיסטור באמצעות GEER למשך 521 שעות (21.7 ימים). במהלך הבדיקה הם העלו כי הם הכניסו את המעגלים לטמפרטורות של עד 460 מעלות צלזיוס (860 מעלות צלזיוס), לחצים אטמוספריים של 9.3 מגפ"ס ורמות סופר-קריטיות של CO² (וגזי עקבות אחרים). לאורך כל התהליך, מתנד SiC הראה יציבות טובה והמשיך לתפקד.
מבחן זה הסתיים לאחר 21 יום מסיבות תזמון, ויכול היה להימשך הרבה יותר זמן. אף על פי כן, המשך היווה שיא עולמי משמעותי, בהיותו פקודות גודל ארוכות יותר מכל הפגנה או משימה אחרת שנערכה. בדיקות דומות הראו שמעגלי מתנד טבעתיים יכולים לשרוד במשך אלפי שעות בטמפרטורות של 500 מעלות צלזיוס בתנאי הסביבה של כדור הארץ.
אלקטרוניקה כזו מהווה שינוי גדול עבור נאס"א וחקירת חלל, ותאפשר משימות שהיו בעבר בלתי אפשריות. כיוון המשימה של נאס"א (SMD) מתכנן לשלב אלקטרוניקה של SiC במערכת השמש ארוכת החיים של מערכת השמש (LLISSE). בימים אלה מפותח אב-טיפוס למושג זה בעלות נמוכה, שיספק אמצעים מדעיים בסיסיים אך בעלי ערך רב מעל פני ונוס במשך חודשים ואף יותר.
תוכניות אחרות לבנות חוקר נוגה ששורד כוללות את אוטומט רובר לסביבות קיצוניות (AREE), מושג "steampunk rover" הנשען על רכיבים אנלוגיים ולא על מערכות אלקטרוניות מורכבות. בעוד שמושגים אלה מבקשים לחסל את האלקטרוניקה לחלוטין כדי להבטיח שמשימה של ונוס יכולה לפעול ללא הגבלת זמן, האלקטרוניקה החדשה של SiC תאפשר לחובבים מורכבים יותר להמשיך לפעול בתנאים קיצוניים.
מעבר לנוגה, טכנולוגיה חדשה זו עשויה גם להוביל לשיעורים חדשים של בדיקות המסוגלות לחקור בתוך ענקיות הגז - כלומר יופיטר, סטורן, אורנוס ונפטון - בהן תנאי הטמפרטורה והלחץ היו אוסרים בעבר. אך בדיקה הנשענת על מעטפת מוקשה ומעגלים אלקטרוניים של SiC, יכול מאוד לחדור עמוק אל פנים כוכבי הלכת הללו ולחשוף דברים חדשים ומדהימים על האטמוספירה והשדות המגנטיים שלהם.
פני השטח של מרקורי יכולים להיות נגישים גם לחובבי הנחיתה והנחתת באמצעות טכנולוגיה חדשה זו - אפילו לצד היום, שם הטמפרטורות מגיעות לגובה של 700 K (427 ° C; 800 ° F). כאן על כדור הארץ, ישנן הרבה סביבות קיצוניות שניתן היה לבחון כעת בעזרת מעגלי SiC. לדוגמה, מל"טים המצוידים במוצרי אלקטרוניקה SiC יכולים לפקח על קידוחי שמן עמוק בים או לחקור לעומק פנים כדור הארץ.
ישנם גם יישומים מסחריים הכוללים מנועי אווירונאוטיקה ומעבדים תעשייתיים, בהם חום או לחץ קיצוני באופן מסורתי הפכו את הניטור האלקטרוני לבלתי אפשרי. כעת ניתן להפוך מערכות כאלה ל"חכמות ", שם הן מסוגלות לפקח על עצמן במקום להסתמך על מפעילים או על פיקוח אנושי.
בעזרת מעגלים קיצוניים ((יום אחד) חומרים קיצוניים, ניתן לחקור כמעט כל סביבה. אולי אפילו פנים של כוכב!
