Venuše je často popisována jako peklo samotné kvůli svému tlaku, kyselé atmosféře a extrémně vysokým teplotám. Pokud jde o zkoumání Venuše, jedná se o závažnou výzvu. Jednání se všemi třemi je nesmírně skličující, jak Sovětský svaz objevil se svými Venera přistávajícími.
Ve skutečnosti není řešení sírového deště příliš obtížné, ale teplo a tlak na povrchu Venuše jsou obrovské překážky při zkoumání planety. NASA pracuje na problému Venuše a snaží se vyvinout elektroniku, která dokáže přežít dost dlouho na to, aby využila užitečnou vědu. A vypadá to, že dělají obrovský pokrok.
Vědci z výzkumného střediska NASA Glenn Research Center prokázali elektronické obvody, které by měly pomoci otevřít povrch Venuše průzkumu.
"S dalším technologickým vývojem by taková elektronika mohla drasticky vylepšit designy landerů a koncepty misí a umožnit tak první dlouhodobé mise na povrch Venuše," řekl Phil Neudeck, vedoucí elektronický inženýr pro tuto práci.
Díky naší současné technologii dokážou landers vydržet povrchové podmínky na Venuši pouze několik hodin. Za několik hodin nemůžete dělat mnoho vědy, zejména pokud se počítáte s náklady na misi. Zvyšování schopnosti přistátí Venuše je tedy zásadní.
Při teplotě 460 stupňů Celsia (860 stupňů Fahrenheita) je Venuše téměř dvakrát tak horká jako většina pecí. Ve skutečnosti je dost horké, aby se roztavil olovo. Nejen to, ale povrchový tlak na Venuši je asi 90krát větší než na Zemi, protože atmosféra je tak hustá.
Aby byla elektronika chráněna na předchozích přistávacích plošinách Venuše, byly umístěny uvnitř speciálních nádob určených pro odolávání tlaku a teplotě. Ale tato plavidla přidávají do mise spoustu mas a dělají z vyslání přistávajících na Venuši velmi drahý návrh. Práce NASA na robustní elektronice je proto při zkoumání Venuše velmi důležitá.
Tým ve výzkumném centru Glenn vyvinul integrované obvody polovodičových karbidů křemíku (Si C IC), které jsou extrémně robustní. Dva z obvodů byly testovány uvnitř speciální komory určené k přesné reprodukci podmínek na Venuši. Tato komora se nazývá Glenn Extreme Environments Rig (GEER.)
GEER je speciální komora, která dokáže obnovit podmínky na jakémkoli těle naší sluneční soustavy. Jedná se o 800 litrovou komoru, která dokáže simulovat teploty až 500 ° C (932 ° F) a tlaky od téměř vakua k více než 90násobku povrchového tlaku Země. GEER může také simulovat exotické atmosféry díky svým přesným schopnostem míchání plynů. Může míchat velmi specifická množství plynů až na díly na milion přesností. Pro tyto testy to znamená, že jednotka musela reprodukovat přesný recept CO2, N2, SO2, HF, HCl, CO, OCS, H2S a H2O, až do velmi malých množství. A testy byly úspěšné.
"Ukázali jsme výrazně delší elektrický provoz s čipy přímo vystavenými - bez chlazení a bez ochranného balení čipů - vysoce věrné fyzikální a chemické reprodukci povrchové atmosféry Venuše," řekl Neudeck. "A oba integrované obvody fungovaly i po skončení testu."
Ve skutečnosti oba okruhy fungovaly nejen po dokončení testu, ale vydržely podmínky podobné Venuši po dobu 521 hodin. To je více než 100krát delší než předchozí demonstrace elektroniky určené pro mise Venuše.
Samotné obvody byly původně navrženy pro provoz při extrémně vysokých teplotách uvnitř leteckých motorů. „Tato práce umožňuje nejen potenciál pro novou vědu v rozšířeném povrchu Venuše a jiné planetární průzkumy, ale má také potenciálně významný dopad na celou řadu aplikací relevantních pro Zemi, například v leteckých motorech, aby umožnila nové schopnosti, zlepšila provoz a omezila emise, “řekl Gary Hunter, vyšetřovatel zásad pro vývoj povrchové elektroniky Venuše.“
Čipy samotné byly velmi jednoduché. Nebyly to prototypy žádné specifické elektroniky, která by byla vybavena na Venuši z Venuše. Tyto testy ukázaly, že nové integrované obvody karbidu křemíku (Si C IC) vydrží podmínky na Venuši.
Pokud jde o celkový úspěch přistávacího modulu Venus, zůstává řada dalších výzev. Všechna zařízení, která tam musí pracovat, jako senzory, vrtačky a vzorkovače atmosféry, musí stále přežít tepelnou roztažnost po vystavení extrémně vysoké teplotě. V mnoha případech budou vyžadovány robustní nové designy. Ale tento úspěšný test elektroniky, který dokáže přežít bez rozměrných, těžkých ochranných obalů, je rozhodně skok vpřed.
Pokud vás zajímá, jak by mohl vypadat přistávací modul Venus, podívejte se na koncept Venus Sail Rover.
