НАСА начинает разработку сверхвысокотемпературной электроники, способной функционировать на поверхности Венеры

Венероход Venus Landsailing Rover


Если дело касается проведения исследований поверхности Венеры, то существуют две больших проблемы, с которыми приходится сталкиваться разработчикам космической техники. Первой проблемой является высокое давление, а второй - высокая температура. При давлении 90 атмосфер и при температуре чуть меньше 500 градусов Цельсия у любых видов оборудования и механизмов существует очень мало шансов сохранить работоспособность в течение длительного времени. Рекорд по времени функционирования на поверхности Венеры принадлежит советской станции Венера-14, которой удалось проработать в таких условиях всего около двух часов.

В принципе, используя системы активного охлаждения, можно обеспечить приемлемые для электроники условия внутри венерианского посадочного модуля. Но аппарат, который будет действовать, перемещаясь по поверхности планеты, нуждается в массе датчиков, приводов, микроконтроллеров, способных работать в условиях поверхности Венеры. Для этого нужен совершенно новый тип сверхвысокотемпературной электроники и недавно американское космическое агентство НАСА выделило грант ученым Арканзасского университета, которые в рамках этой программы должны разработать надежную высокотемпературную электронику для небольшого аппарата-венерохода.

Благодаря исследованиям, спонсируемым американским Национальным научным фондом, у компании Ozark Integrated Circuits, которая является одной из дочерних компаний Арканзасского университета, уже имеются чипы, которые сохраняют работоспособность при температурах до 350 градусов Цельсия. Эти чипы изготавливаются на основаниях из карбида кремния, с некоторым "секретным" дополнением в виде элементов чипов и соединительных проводников из материала, более стойкого к теплу, нежели медь или алюминий. Кроме собственно аппаратных средств в виде таких чипов, компания Ozark разработал технологию компенсации температурных дрейфов электронных элементов и эталонные модели, которые обеспечивают работоспособность чипов при высокой температуре.

Естественно, специалисты НАСА всеми силами стремятся уменьшить количество электроники, которое будет необходимо охлаждать при помощи систем активного охлаждения из-за того, что для этого требуется весьма значительное количество энергии. К сожалению, условия облачности на Венере не позволят эффективно работать солнечным батареям, но в качестве альтернативного варианта и одновременно системы охлаждения сейчас разрабатывается специализированный тепловой двигатель Стерлинга.

Такие двигатели преобразовывают в энергию и механическую работу разницу температур между его активными зонами, и в качестве горячей зоны венерианского варианта двигателя Стерлинга может выступать элемент на основе плутония-238, который разогревается до температуры в 1200 градусов Цельсия за счет процесса радиоактивного распада. Двигатель Стерлинга, работающий за счет разницы температур плутония и относительно прохладной атмосферы Венеры, может выдать несколько сотен Ватт энергии, которых будет достаточно для охлаждения электроники до температуры порядка 300 градусов Цельсия.

В принципе, высокотемпературные чипы компании Ozark удовлетворяют большинству требований НАСА, и если все пойдет согласно планам, то компания начнет разработку специализированного чипсета для будущего венерохода. Параллельно с этим, разработанные технологии будут предоставлены некоторым другим компаниям, которые займутся разработкой датчиков различных величин, приводов, контроллеров и прочих электронных узлов.

И в заключение следует отметить, что проект венерохода Venus Landsailing Rover, аппарата, который может передвигаться за счет ветров, дующих у поверхности Венеры, разрабатывается небольшими темпами в течение уже нескольких лет. До последнего времени в рамках этого не происходило никаких серьезных продвижений, однако недавние события указывают на то, что венероход Venus Landsailing Rover имеет немалые шансы оказаться на Венере в далеком или не очень далеком будущем.




Ключевые слова:
Венера, Венероход, Venus Landsailing Rover, Проект, НАСА, NASA, Давление, Температура, Электроника, Энергия

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Ученым НАСА удалось создать чипы, способные выдержать и сохранить работоспо ...
  • Созданы первые карбид-кремниевые интегральные чипы, способные работать при ...
  • НАСА создают на Земле миниатюрную версию Венеры.
  • На Венеру отправляется первый "метеорологический" спутник.
  • На Венере обнаружены следы недавних извержений. Ученые считают, что некотор ...




  • 8 августа 2015 18:18
    #1 Написал: kloniv1982

    Публикаций: 0
    Комментариев: 42
    Такая вынослевая электроника еще может использоваться в недрах земли, где тоже достаточно горячо. Добираться только туда землянам не интересно и местами сложнее чем в космос полететь, а зря вдруг там глубинники живут. :-)
        
    10 августа 2015 11:09
    #2 Написал: radio

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Пластмасса при 500 С разрушается. А ещё там облака из серной кислоты, в которой большинство материалов не выживет.
        
    10 августа 2015 21:51
    #3 Написал: Wildcat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 13
    венера-14 почти час на поверхности проработала.
    посмотрим, на сколько ее переплюнут :)
        
    11 августа 2015 13:35
    #4 Написал: Джон

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Помню, как мы затаив дыхание, слушали «Новости» о результатах, полученных с Венеры. Старая и вышколенная школа талантливейших конструкторов и ученых: спускаемый аппарат отработал 57 минут, вместо расчетных тридцати двух и это при температуре окружающей среды + 465°C и давлением в 94 земных атмосферы.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.