Een team van wetenschappers van NASA's Glenn Research Center in Cleveland heeft onlangs een technologiedemonstratie voltooid die nieuwe wetenschappelijke missies naar het oppervlak van Venus mogelijk zou kunnen maken. Het team demonstreerde de eerste langdurige werking van elektronica in de barre omstandigheden op Venus.

"Met verdere technologische ontwikkeling, dergelijke elektronica zou de ontwerpen en missieconcepten van Venus drastisch kunnen verbeteren, het mogelijk maken van de eerste langdurige missies naar het oppervlak van Venus, " zei Phil Neudeck, hoofd elektronica ingenieur voor dit werk.

De huidige Venus-landers kunnen vanwege de extreme atmosferische omstandigheden slechts enkele uren op het aardoppervlak opereren. De oppervlaktetemperatuur op Venus is bijna 860 graden Fahrenheit, die heter is dan de meeste ovens, en de planeet heeft een atmosfeer van koolstofdioxide onder hoge druk. Omdat commerciële elektronica niet werkt in deze omgeving, de elektronica op eerdere Venus-landers is beschermd door thermische en drukbestendige vaten. Deze schepen gaan maar een paar uur mee, en ze voegen aanzienlijke massa en kosten toe aan een missie.

Om deze uitdagingen te overwinnen, het Glenn-team ontwikkelde en implementeerde extreem duurzame siliciumcarbide halfgeleider-geïntegreerde schakelingen. Vervolgens hebben ze twee van deze geïntegreerde schakelingen elektrisch getest in de Glenn Extreme Environments Rig (GEER), die precies de verwachte omstandigheden op het oppervlak van Venus kan simuleren. De circuits weerstonden de oppervlaktetemperatuur van Venus en de atmosferische omstandigheden gedurende 521 uur en werkten meer dan 100 keer langer dan eerder aangetoonde Venus-missie-elektronica.

"We hebben een veel langere elektrische werking aangetoond met chips die direct zijn blootgesteld - geen koeling en geen beschermende chipverpakking - aan een natuurgetrouwe fysieke en chemische reproductie van de oppervlakteatmosfeer van Venus, " zei Neudeck. "En beide geïntegreerde schakelingen werkten nog steeds na het einde van de test."

Eerder dit jaar, het team demonstreerde bijna identieke siliciumcarbide geïntegreerde schakelingen voor meer dan 1, 000 uur bij 900 graden Fahrenheit in oventests in de aarde-atmosfeer. De geïntegreerde schakelingen waren oorspronkelijk ontworpen om te werken in warme gebieden van zuinige vliegtuigmotoren.

"Dit werk maakt niet alleen het potentieel voor nieuwe wetenschap mogelijk in het uitgebreide Venus-oppervlak en andere planetaire verkenningen, maar het heeft ook potentieel aanzienlijke gevolgen voor een reeks van voor de aarde relevante toepassingen, zoals in vliegtuigmotoren om nieuwe mogelijkheden mogelijk te maken, operaties verbeteren, en de uitstoot verminderen, " zei Garry Hunter, hoofdonderzoeker voor de ontwikkeling van Venus Surface Electronics.

De resultaten van de test worden gedetailleerd beschreven in een collegiaal getoetst tijdschriftartikel met de titel "Verlengde werking van geïntegreerde schakelingen van siliciumcarbide in atmosferische omstandigheden aan het oppervlak van Venus, " die werd gepubliceerd in AIP-vooruitgang .