Wenus jest często opisywane jako samo piekło z powodu miażdżącego ciśnienia, kwaśnej atmosfery i ekstremalnie wysokich temperatur. Radzenie sobie z którymkolwiek z nich jest znaczącym wyzwaniem, jeśli chodzi o badanie Wenus. Radzenie sobie ze wszystkimi trzema jest niezwykle zniechęcające, jak odkrył Związek Radziecki ze swoimi lądownikami Venera.
W rzeczywistości radzenie sobie z deszczem siarkowym nie jest zbyt trudne, ale upał i ciśnienie na powierzchni Wenus stanowią ogromne przeszkody w eksploracji planety. NASA pracuje nad problemem Wenus, starając się opracować elektronikę, która przetrwa wystarczająco długo, aby zrobić użyteczne informacje. I wygląda na to, że robią ogromne postępy.
Naukowcy z NASA Glenn Research Center zademonstrowali obwody elektroniczne, które powinny pomóc w otwarciu powierzchni Wenus na eksplorację.
„Dzięki dalszemu rozwojowi technologii taka elektronika może radykalnie ulepszyć projekty lądowników Venus i koncepcje misji, umożliwiając pierwsze długotrwałe misje na powierzchni Wenus”, powiedział Phil Neudeck, główny inżynier elektroniki do tej pracy.
Dzięki naszej obecnej technologii lądowniki mogą wytrzymać warunki powierzchniowe na Wenus tylko przez kilka godzin. Nie możesz zrobić wiele nauki w ciągu kilku godzin, zwłaszcza gdy porównamy koszty misji. Dlatego tak ważne jest zwiększenie przeżywalności lądownika Wenus.
Przy temperaturze 460 stopni Celsjusza (860 stopni Fahrenheita) Wenus jest prawie dwa razy wyższa niż większość piekarników. W rzeczywistości jest wystarczająco gorący, aby stopić ołów. Co więcej, nacisk powierzchniowy na Wenus jest około 90 razy większy niż na Ziemi, ponieważ atmosfera jest tak gęsta.
Aby chronić elektronikę poprzednich lądowników Venus, zostały one umieszczone w specjalnych zbiornikach zaprojektowanych tak, aby wytrzymywały ciśnienie i temperaturę. Ale te statki zwiększają masę misji i sprawiają, że wysyłanie lądowników na Wenus jest bardzo kosztowną propozycją. Dlatego praca NASA nad solidną elektroniką jest bardzo ważna, jeśli chodzi o badanie Wenus.
Zespół z Glenn Research Center opracował półprzewodnikowe układy scalone z węglika krzemu (SiC IC), które są wyjątkowo wytrzymałe. Dwa obwody zostały przetestowane w specjalnej komorze zaprojektowanej do precyzyjnego odtwarzania warunków na Wenus. Komora ta nazywa się Glenn Extreme Environments Rig (GEER.)
GEER to specjalna komora, która może odtworzyć warunki panujące na dowolnym ciele w naszym Układzie Słonecznym. Jest to komora o pojemności 800 litrów (28 stóp sześciennych), która może symulować temperatury do 500 ° C (932 ° F) i ciśnienia od bliskiej próżni do ponad 90-krotności ciśnienia powierzchniowego Ziemi. GEER może również symulować egzotyczne atmosfery dzięki możliwościom precyzyjnego mieszania gazów. Może mieszać bardzo konkretne ilości gazów z dokładnością do części na milion. W przypadku tych testów oznacza to, że urządzenie musiało odtworzyć dokładną recepturę CO2, N2, SO2, HF, HCl, CO, OCS, H2S i H2O, aż do bardzo małych ilości. A testy zakończyły się sukcesem.
„Wykazaliśmy znacznie dłuższą pracę elektryczną z chipami bezpośrednio wystawionymi - bez chłodzenia i bez ochronnego opakowania chipów - na wierne odwzorowanie fizyczne i chemiczne atmosfery powierzchni Wenus”, powiedział Neudeck. „Oba układy scalone nadal działały po zakończeniu testu.”
W rzeczywistości oba obwody działały nie tylko po zakończeniu testu, ale wytrzymywały warunki podobne do Wenus przez 521 godzin. To ponad 100 razy dłużej niż poprzednie pokazy elektroniki przeznaczone do misji Venus.
Same obwody zostały pierwotnie zaprojektowane do działania w ekstremalnie wysokich temperaturach wewnątrz silników lotniczych. „Ta praca nie tylko zapewnia potencjał dla nowej nauki w rozszerzonej powierzchni Wenus i innych eksploracji planet, ale ma również potencjalnie znaczący wpływ na szereg zastosowań związanych z Ziemią, takich jak silniki samolotów, w celu umożliwienia nowych możliwości, usprawnienia operacji i ograniczenia emisji ”- powiedział Gary Hunter, główny badacz rozwoju elektroniki powierzchniowej Venus.”
Same żetony były bardzo proste. Nie były prototypami żadnej konkretnej elektroniki, która byłaby wyposażona w lądownik Venus. Testy wykazały, że nowe układy scalone z węglika krzemu (SiC IC) mogą wytrzymać warunki panujące na Wenus.
Istnieje wiele innych wyzwań, jeśli chodzi o ogólny sukces lądownika Wenus. Wszystkie urządzenia, które muszą tam działać, takie jak czujniki, wiertarki i próbniki atmosferyczne, nadal muszą przetrwać rozszerzalność cieplną od ekspozycji na ekstremalnie wysoką temperaturę. W wielu przypadkach wymagane będą solidne nowe projekty. Ale ten udany test elektroniki, który może przetrwać bez dużych, ciężkich, ochronnych obudów, jest zdecydowanie krokiem naprzód.
Jeśli jesteś zainteresowany wyglądem lądownika Venus, sprawdź koncepcję Venus Sail Rover.
