NASA's toekomstige planetaire verkenningsinspanningen, inclusief missies naar Venus, hebben elektronica nodig die langdurig temperaturen van 470 ° C en hoger kan overleven. Dergelijke duurzame elektronica elimineert de noodzaak voor koelsystemen om duurzame operaties mogelijk te maken. Eerdere werking van elektronica bij oppervlaktecondities van Venus (bijv. in Venus-missies) is beperkt tot enkele uren in een beschermde druk-/temperatuurbehuizing, vanwege de extreme omgeving.

Standaardelektronica die commercieel en voor planetaire verkenning wordt gebruikt, is gebaseerd op siliciumhalfgeleiders, die niet werken bij Venus-temperaturen. Een team van NASA Glenn Research Center (GRC) heeft gewerkt aan de ontwikkeling van elektronica voor hoge temperaturen op basis van siliciumcarbide (SiC) halfgeleiders die kunnen werken bij Venus-temperaturen en hoger. Onlangs, het team toonde aan dat een aantal van 's werelds eerste matig complexe SiC-gebaseerde microschakelingen (tientallen of meer transistors) tot 4000 bedrijfsuren bij 500 ° C konden weerstaan. Deze demonstraties omvatten kerncircuits zoals digitale logische circuits en analoge operationele versterkers die in elektronische systemen worden gebruikt.

Het testen van twee van deze circuits vond plaats in de Glenn Extreme Environments Rig (GEER), die de oppervlaktecondities van Venus simuleert, waaronder hoge temperatuur en druk. In april 2016, het team demonstreerde een SiC-hoge temperatuur 12-transistor ringoscillator bij Venus-oppervlaktecondities (460 ° C, 93 atm druk, superkritisch CO² en sporengassen) in de GEER gedurende 21,7 dagen (521 uur) met goede stabiliteit gedurende de gehele test. Deze Venus-oppervlakdemonstratie van matig complexe elektronica is een aanzienlijk wereldrecord - een orde van grootte in duur die verder gaat dan enige andere demonstratie van elektronica in de oppervlakteconditie van Venus. Testen in Venus-omstandigheden werd na 21 dagen beëindigd om planningsredenen; vergelijkbare ringoscillatorcircuits hebben duizenden bedrijfsuren laten zien bij 500 ° C in ovenomstandigheden in de lucht.

Deze vooruitgang is een paradigmaverschuiving die in grote lijnen nieuwe wetenschappelijke verkenning mogelijk maakt, vooral voor het oppervlak van Venus. SMD begon in FY17 met een project - de Long-Life In-situ Solar System Explorer (LLISSE) - waarin deze nieuwe SiC-elektronica zal worden opgenomen. LLISSE ontwikkelt een functionerend prototype van een goedkope wetenschappelijke sonde die in staat is om basis, maar hoogwaardig, wetenschappelijke metingen van het oppervlak van Venus continu voor maanden of langer. Zo'n sonde was voorheen niet levensvatbaar, en zal een revolutie teweegbrengen in ons begrip van het Venus-oppervlak. Deze nieuwe technologie heeft ook invloed op de potentiële ontwikkeling van sondes die de gasreuzen (Jupiter, Saturnus, Uranus en Neptunus) of het oppervlak van Mercurius. Op SiC gebaseerde elektronica zou een intelligente luchtvaartmotor ook in staat kunnen stellen om zijn eigen gezondheidstoestand te bewaken en erop te reageren, en kan worden gebruikt in een reeks commerciële toepassingen, zoals diepe olieboringen of industriële verwerking.

In augustus 2016, het team voltooide de fabricage van "next-generation" wafers met geïntegreerde schakelingen voor extreme temperaturen met aanzienlijk complexere digitale en analoge circuits (meer dan 100 transistors). In oktober, het team startte langdurige tests van 500 ° C (aarde-luchtatmosfeer) van "next-generation" geïntegreerde schakelingen met meer dan 100 transistors. Plannen omvatten de productie van steeds complexere SiC-elektronica voor hoge temperaturen om te voldoen aan de behoeften van het LLISSE-project en andere toepassingen. NASA zal een "design and build"-benadering gebruiken om de mogelijkheden van de elektronische basiscomponenten te vergroten, terwijl nieuwe circuittypes worden geboden als dat nodig is voor specifieke toepassingen.