Venusta kuvataan usein itse helvetiksi sen puristuspaineen, happaman ilmakehän ja erittäin korkeiden lämpötilojen takia. Minkä tahansa näistä käsitteleminen on merkittävä haaste Venuksen tutkimiseksi. Kaikkien kolmen käsitteleminen on erittäin pelottavaa, kuten Neuvostoliitto löysi heidän Veneransa laskeutuneiden kanssa.
Itse asiassa rikkisateen käsittely ei ole liian vaikeaa, mutta lämpö ja paine Venuksen pinnalle ovat valtavia esteitä planeetan tutkimiseen. NASA on työskennellyt Venus-ongelman parissa ja yrittänyt kehittää elektroniikkaa, joka voi säilyä riittävän kauan hyödyllisen tieteen tekemiseksi. Ja näyttää siltä, että he ovat edistyneet valtavasti.
NASA Glennin tutkimuskeskuksen tutkijat ovat osoittaneet elektronisia piirejä, joiden pitäisi auttaa avaamaan Venuksen pinta tutkimusta varten.
"Edelleen tekniikan kehityksen myötä tällainen elektroniikka voisi parantaa huomattavasti Venus-laskulaitteiden malleja ja toimintakonsepteja mahdollistaen ensimmäiset pitkäkestoiset tehtävät Venuksen pinnalle", kertoi tämän työn johtava elektroniikkainsinööri Phil Neudeck.
Nykyisen tekniikkamme ansiosta maa-alueet kestävät Venuksen pintaolosuhteita vain muutaman tunnin. Et voi tehdä paljon tiedettä muutamassa tunnissa, varsinkin kun se painotetaan virkamatkakustannuksiin. Joten Venus-laskulaitteen säilyvyyden lisääminen on ratkaisevan tärkeää.
Venus on 460 astetta (860 astetta Fahrenheit), ja se on melkein kaksi kertaa niin kuuma kuin useimmat uunit. Itse asiassa se on tarpeeksi kuuma sulaakseen lyijyä. Paitsi, että myös Venuksen pintapaine on noin 90 kertaa suurempi kuin Maan, koska ilmapiiri on niin tiheä.
Elektroniikan suojelemiseksi aiemmissa Venus-laskulaitteissa ne on sijoitettu erityisten astioiden sisään, jotka on suunniteltu kestämään paineita ja lämpötilaa. Mutta nämä alukset lisäävät paljon massaa operaatioon ja tekevät laskeutumisten lähettämisestä Venukseen erittäin kallista ehdotusta. Joten NASA: n työ vankan elektroniikan parissa on erittäin tärkeää Venuksen tutkimisessa.
Glennin tutkimuskeskuksen ryhmä on kehittänyt piikarbidipuolijohteisiin integroituja piirejä (Si C IC), jotka ovat erittäin kestäviä. Kaksi piiristä testattiin erityisen kammion sisällä, joka on suunniteltu toistamaan Venuksen olosuhteet tarkasti. Tätä kammiota kutsutaan Glenn Extreme Environments Rig -laitteeksi (GEER.)
GEER on erityinen kammio, joka voi luoda olosuhteet mistä tahansa aurinkokunnan järjestelmästä. Se on 800 litran (28 kuutiojalkaa) kammio, joka voi simuloida lämpötiloja jopa 500 ° C (932 ° F) ja paineita lähes tyhjiöstä yli 90-kertaisesti maan pintapaineeseen. GEER voi myös simuloida eksoottisia ilmapiiriä tarkkoilla kaasusekoitusominaisuuksilla. Se voi sekoittaa hyvin erityisiä kaasumääriä miljoonasosuuden tarkkuudella. Näitä testejä varten se tarkoittaa, että yksikön on tuotettava tarkka CO2, N2, SO2, HF, HCl, CO, OCS, H2S ja H2O resepti hyvin pieniin määriin. Ja testit olivat menestys.
"Osoimme huomattavasti pidemmän sähkökäytön siruilla, jotka ovat suoraan alttiina - ilman jäähdytystä ja ilman suojaavaa sirupakkausta - Venuksen pinta-ilmakehän uskolliselle fysikaaliselle ja kemialliselle lisääntymiselle", Neudeck sanoi. "Ja molemmat integroidut piirit toimivat edelleen testin päätyttyä."
Itse asiassa nämä kaksi piiriä eivät toimineet vain testin päätyttyä, vaan myös kestäivät Venuksen kaltaisia olosuhteita 521 tuntia. Se on yli 100 kertaa pidempi kuin aiemmat Venus-operaatioihin tarkoitetun elektroniikan demonstraatiot.
Itse piirit suunniteltiin alun perin toimimaan erittäin korkeissa lämpötiloissa lentokoneiden moottoreissa. "Tämä työ ei vain mahdollista uuden tutkimuksen potentiaalia laajennetussa Venuksen pinnassa ja muissa planeettatutkimuksissa, mutta sillä on myös potentiaalisesti merkittävä vaikutus moniin maapallon kannalta merkityksellisiin sovelluksiin, kuten lentokoneiden moottoreissa uusien ominaisuuksien mahdollistamiseksi, toiminnan parantamiseksi ja vähentämiseksi päästöt ", sanoi Venuksen pintaelektroniikan kehityksen tutkija Gary Hunter."
Pelimerkit olivat hyvin yksinkertaisia. Heillä ei ollut prototyyppejä mistään erityisestä elektroniikasta, joka olisi varustettu Venus-laskeuttajalla. Nämä testit osoittivat, että uudet piikarbidiin integroidut piirit (Si C IC) kestävät Venuksen olosuhteet.
Venuslaskurin menestykseen liittyy edelleen joukko muita haasteita. Kaikkien siellä toimivien laitteiden, kuten anturien, porakoneiden ja ilmakehän näytteenottimien, on silti säilytettävä lämpölaajeneminen erittäin korkealle lämpötiolle altistumisesta. Monissa tapauksissa vaaditaan vankkoja uusia malleja. Mutta tämä onnistunut elektroniikkatestaus, joka voi selviytyä ilman tilaa vieviä, raskaita, suojaavia koteloita, on ehdottomasti harppaus eteenpäin.
Jos olet kiinnostunut siitä, miltä Venus-laskuri näyttää, tutustu Venus Sail Rover -konseptiin.
