NASA demonstrerer elektronik til længere Venus-overflademissioner

Et team af forskere ved NASAs Glenn Research Center i Cleveland afsluttede for nylig en teknologidemonstration, der kunne muliggøre nye videnskabelige missioner til overfladen af ​​Venus. Holdet demonstrerede den første langvarige drift af elektronik under de barske forhold fundet på Venus.

"Med yderligere teknologiudvikling, sådan elektronik kunne drastisk forbedre Venus lander-design og missionskoncepter, muliggør de første langvarige missioner til overfladen af ​​Venus, " sagde Phil Neudeck, ledende elektronikingeniør til dette arbejde.

Nuværende Venus-landere kan kun operere på planetens overflade i et par timer på grund af de ekstreme atmosfæriske forhold. Overfladetemperaturen på Venus er næsten 860 grader Fahrenheit, som er varmere end de fleste ovne, og planeten har en kuldioxidatmosfære under højt tryk. Fordi kommerciel elektronik ikke fungerer i dette miljø, elektronikken på tidligere Venus-landere er blevet beskyttet af termiske og trykbestandige fartøjer. Disse fartøjer holder kun et par timer, og de tilføjer betydelig masse og omkostninger til en mission.

For at overkomme disse udfordringer, Glenn-teamet udviklede og implementerede ekstremt holdbare siliciumcarbid-halvleder-integrerede kredsløb. De testede derefter elektrisk to af disse integrerede kredsløb i Glenn Extreme Environments Rig (GEER), som præcist kan simulere de forventede forhold på Venus' overflade. Kredsløbene modstod Venus overfladetemperatur og atmosfæriske forhold i 521 timer - fungerede mere end 100 gange længere end tidligere demonstreret Venus missionselektronik.

"Vi demonstrerede meget længere elektrisk drift med chips direkte udsat - ingen køling og ingen beskyttende chipemballage - for en fysisk og kemisk reproduktion af Venus' overfladeatmosfære med høj kvalitet, " sagde Neudeck. "Og begge integrerede kredsløb fungerede stadig efter afslutningen af ​​testen."

Tidligere i år, holdet demonstrerede næsten identiske siliciumcarbid integrerede kredsløb i mere end 1, 000 timer ved 900 grader Fahrenheit i ovntest i jordatmosfære. De integrerede kredsløb blev oprindeligt designet til at fungere i varme områder af brændstofeffektive flymotorer.

"Dette arbejde muliggør ikke kun potentialet for ny videnskab i udvidet Venus overflade og anden planetarisk udforskning, men det har også potentielt betydelig indflydelse for en række jordrelevante applikationer, såsom i flymotorer for at muliggøre nye kapaciteter, forbedre driften, og reducere emissioner, " sagde Gary Hunter, hovedefterforsker for udvikling af Venus overfladeelektronik.

Resultaterne af testen er beskrevet i en peer-reviewet tidsskriftsartikel med titlen "Forlænget siliciumcarbid integreret kredsløbsdrift i Venus overflade atmosfæriske forhold, ", som blev offentliggjort i AIP fremskridt .