Ett team av forskare vid NASA:s Glenn Research Center i Cleveland avslutade nyligen en teknikdemonstration som skulle kunna möjliggöra nya vetenskapliga uppdrag till Venus yta. Teamet demonstrerade den första långvariga driften av elektronik under de svåra förhållanden som finns på Venus.

"Med ytterligare teknikutveckling, sådan elektronik kan drastiskt förbättra Venus lander-designer och uppdragskoncept, möjliggör de första långvariga uppdragen till ytan av Venus, sade Phil Neudeck, ledande elektronikingenjör för detta arbete.

Nuvarande Venus-landare kan bara operera på planetens yta under några timmar på grund av de extrema atmosfäriska förhållandena. Yttemperaturen på Venus är nästan 860 grader Fahrenheit, som är varmare än de flesta ugnar, och planeten har en koldioxidatmosfär under högt tryck. Eftersom kommersiell elektronik inte fungerar i den här miljön, elektroniken på tidigare Venus-landare har skyddats av termiska och trycktåliga kärl. Dessa fartyg håller bara några timmar, och de tillför betydande massa och kostnader till ett uppdrag.

För att övervinna dessa utmaningar, Glenn-teamet utvecklade och implementerade extremt hållbara integrerade halvledarkretsar av kiselkarbid. De testade sedan elektriskt två av dessa integrerade kretsar i Glenn Extreme Environments Rig (GEER), som exakt kan simulera de förhållanden som förväntas på Venus yta. Kretsarna klarade Venus yttemperatur och atmosfäriska förhållanden i 521 timmar – fungerade mer än 100 gånger längre än tidigare demonstrerad Venus missionselektronik.

"Vi demonstrerade mycket längre elektrisk drift med chips direkt exponerade - ingen kylning och ingen skyddande chipförpackning - för en fysisk och kemisk reproduktion av Venus ytatmosfär med hög kvalitet, Neudeck sa. "Och båda integrerade kretsarna fungerade fortfarande efter testets slut."

Tidigare i år, teamet visade nästan identiska integrerade kretsar av kiselkarbid för mer än 1, 000 timmar vid 900 grader Fahrenheit i ugnstestning i jordatmosfär. De integrerade kretsarna designades ursprungligen för att fungera i varma områden med bränsleeffektiva flygplansmotorer.

"Detta arbete möjliggör inte bara potentialen för ny vetenskap i utökad Venus yta och andra planetariska utforskningar, men det har också potentiellt betydande inverkan för en rad jordrelevanta applikationer, såsom i flygplansmotorer för att möjliggöra nya möjligheter, förbättra verksamheten, och minska utsläppen, sa Gary Hunter, principiell utredare för Venus ytelektronikutveckling.

Resultaten av testet är detaljerade i en peer-reviewed tidskriftsartikel med titeln "Förlängd kiselkarbid integrerad kretsdrift i Venus ytatmosfäriska förhållanden, " som publicerades i AIP avancerar .