Home / Факти / Винаходи / Техніка для освоєння Венери

Техніка для освоєння Венери

Так, так було не завжди, але сьогодні погода на Венері – Дантеве пекло. Середня температура поверхні – 462 градуси – досить висока, щоб розплавити свинець, а атмосферний тиск в 92 рази вищий, ніж на Землі на рівні моря (9,2 МПа). З цих причин деякі автоматичні місії змогли потрапити на поверхню Венери, а ті, що змогли, довго не протягнули – від 20 хвилин до 2 годин, не більше. Про те як вченими була створена техніка  для освоєння Венери піде мова далі.

Вченими створена техніка для освоєння Венери

Ось чому NASA, плануючи майбутні місії, докладає зусиль щодо забезпечення роботів і компонентів, які зможуть виживати в атмосфері Венери протягом тривалих періодів часу. До них відноситься електроніка нового покоління, яку нещодавно представили вчені з Дослідницького центру Гленна при NASA (GRC). Ця електроніка дозволить посадковому модулю досліджувати поверхню Венери протягом декількох тижнів, місяців або навіть років.

У минулому посадкові апарати, розроблені СРСР і NASA для вивчення Венери – в рамках програм «Венера» і Mariner відповідно – покладалися на стандартну електроніку, в основі якої лежали кремнієві напівпровідники. Вони просто не здатні працювати в умовах температури і тиску, які зустрічаються на поверхні Венери, тому вимагають наявності захисних оболонок і систем охолодження.

Природно, залишалося лише питання часу, коли ці системи захисту дадуть збій і зонди припинять передачу даних. Рекорд вдалося встановити з зондом «Венера-13», який передавав дані протягом 127 хвилин з моменту спуску і приземлення. Забігаючи вперед, NASA і інші космічні агентства хочуть розробити зонди, які зможуть зібрати якомога більше інформації про атмосферу, поверхні і геологічної історії Венери, перш ніж загинуть.

Для цього команда з GRC працює над електронікою, яка буде покладатися на напівпровідники з карбіду кремнію (SiC), які зможуть працювати при температурі Венери або вище. Нещодавно команда провела демонстрацію з використанням перших в світі мікросхем середньої складності на основі SiC, що складалися з десятків або більше транзисторів у вигляді основних цифрових логічних схем і аналогових підсилювачів.

Ці схеми, які будуть використовуватися у всіх електронних системах майбутніх місій, змогли опрацювати до 4000 годин при температурі 500 градусів – чим ефективно продемонстрували, що можуть існувати в венеріанських умовах протягом тривалого часу. Ці випробування проводилися в середовищі GEER, яке імітує умови на поверхні Венери, включаючи як екстремальну температуру, так і високий тиск.

Ще в квітні 2016 року команда GRC провела випробування кільцевого осцилятора з 12 напівпровідників протягом 521 години (21,7 дня). Під час випробувань вони піднімали температуру ланцюгів до 460 градусів, атмосферний тиск до 9,3 МПа і рівень CO2 та інших слідів газів – до надкритичних. Протягом усього цього процесу осцилятор на основі SiC демонстрував гарну стабільність і продовжував працювати.

Випробування закінчилися через 21 день з-за розпаду, але могло тривати і далі. Проте і цей результат представив світовий рекорд, що набагато перевершує досягнення будь-яких інших місій. Схожі тести показали, що кільцевий осцилятор може пережити тисячі годин при температурі 500 градусів в земних умовах.

Подібна техніка  для освоєння Венери  представляє важливе зрушення парадигми освоєння космосу і може дозволити відбутися місіям, які раніше були неможливі. NASA планує включити електроніку на основі SiC в зонд LLISSE. Його прототип в даний час розробляється для видобутку базових, але дуже цінних наукових вимірювань поверхні Венери.

Інші плани по створенню живучого дослідника Венери включають AREE, «стімпанковий ровер», який спирається на аналогові компоненти, а не на складні електронні системи. У той час як ці концепції спрямовані на те, щоб повністю позбавити нас від електроніки і щоб місія на Венеру могла тривати протягом необмеженого терміну, нова електроніка на основі SiC дозволить більш складним Ровер працювати в екстремальних умовах.

Та й без Венери ці технології можуть призвести до появи зондів нового класу, здатних досліджувати надра газових гігантів – Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна – у яких температура і тиск були занадто неприступними в минулому. Зонд, що володіє міцною загартованою оболонкою і електронними схемами на основі SiC, міг би проникати глибоко в надра цих планет і витягувати нові дані про їх атмосферу і магнітні поля.

Поверхня Меркурія також стала б доступна для роверів і посадкових модулів, що використовують нові технології, навіть в денний час, коли температура піднімається до 427 градусів. Навіть на Землі є багато екстремальних місць, які можна було б досліджувати за допомогою ланцюгів SiC.

Може бути, що одного разу ми зможемо дослідити навіть надра зірки?

Check Also

Найдавніша астрономічна карта

Уявіть собі, що одного разу вночі ви подивитеся на небо і знайдете там два місяці …

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *