Venus der zweite Planet von der Sonne und unser nächster planetarischer Nachbar hat eine der rauesten Umgebungen in unserem Sonnensystem. Seine Landschaft ist staubig und die Oberflächentemperaturen erreichen sengende 471 Grad Celsius.
Venus hat eine dicke Atmosphäre, die hauptsächlich aus Kohlendioxid und Schwefelsäurewolken mit scharfen Blitzeinschlägen besteht. Ein Tag-Nacht-Zyklus dauert 117 Erdentage, da sich der Planet in die entgegengesetzte Richtung zu seiner Umlaufbahn um die Sonne drehtWolken umgehen den Planeten alle vier Erdentage, da die Atmosphäre Winde mit Hurrikanstärke von 360 Kilometern pro Stunde hat.
Die Atmosphäre Druck entspricht 90 Atmosphären dem Druck in Tiefen von 1,6 Kilometern unter der Meeresoberfläche.
Venus ' Die raue Umgebung stellt Missionen, die versuchen, die Oberfläche des Planeten zu erkunden, vor große Herausforderungen. Jedes Raumschiff oder jeder Rover, der zum Planeten geschickt wird, würde seine Elektronik innerhalb von Minuten nach dem Eintritt in die Atmosphäre schnell ausbrennen.
Computersimulierte globale Ansicht der nördlichen Hemisphäre [Bildquelle : Wikimedia Creative Commons ]
Um diese Herausforderungen zu bewältigen, NASAs Glenn Research Center in Cleveland wurden die ersten integrierten Halbleiter-Langzeitschaltungen ICs entwickelt, die für die Erforschung solcher Planeten erforderlich sind.
"Mit fortschreitender technologischer Reifung könnte eine solche SiC-IC-Elektronik das Design und die Missionskonzepte von Venus-Landern drastisch verbessern und grundlegend verbesserte Missionen auf der Oberfläche der Venus von langer Dauer ermöglichen." Artikel veröffentlicht im Dezember 2016 im Journal von AIP-Fortschritte .
Frühere Missionen waren auf einige Betriebsstunden auf der Oberfläche des Planeten beschränkt und enthielten sperrige Druckbehälter und Kühlsysteme, die eine Überhitzung der ICs verhinderten.
Das Team testete zwei dieser Langzeit-ICs elektrisch in der Glenn Extreme Environments Rig GEER, das die auf der Planetenoberfläche erwarteten Bedingungen emuliert. Die Schaltkreise hielten 521 Stunden simulierten Bedingungen stand - mehr als 100-mal länger als die zuvor für Venus-Missionen in Betrieb genommene Elektronik.
ICs, die ursprünglich für den Betrieb in den heißen Regionen von kraftstoffsparenden Flugzeugtriebwerken entwickelt wurden, waren getestet Anfang dieses Jahres bei 480 Grad Celsius ~ 900 Grad Fahrenheit für mehr als 1000 Stunden in Öfen mit Erdatmosphäre.
"Die Beseitigung stark umständlicher Schutzmaßnahmen für die Elektronik z. B. Druckbehälter und Kühlsysteme bei gleichzeitiger Verlängerung der Betriebszeit der IC-Oberfläche auf Wochen oder Monate sollte die Hardware und den Ansatz zur Erforschung der Venusoberfläche drastisch verändern und grundlegend ändern, was in Zukunft in Betracht gezogen werden kannVenus Missionskonzepte. "Schließt die Artikel .
Das Verständnis des atmosphärischen Treibhauseffekts der Venus und ihrer Geologie ist für unser zukünftiges Streben nach einem besseren Verständnis der Erde und unserer Sonnensystembildung von entscheidender Bedeutung.
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Geschrieben von Terry Berman