Венера, вторая по счету планета от Солнца, несмотря на свою близость к Земле, исследована автоматическими посадочными аппаратами куда хуже, чем более далекий Марс. Связано это с экстремальными условиями на поверхности этой планеты, которые не только исключают отправку пилотируемых экспедиций на Венеру в будущем, но и значительно усложняют работу даже самой надежной техники. Известно, что давление атмосферы у поверхности Венеры в 90 раз превышает земное, а температура достигает 462 °C.
Именно высокая температура поверхности стала причиной того, что, несмотря на успехи в космонавтике и электронике, поверхность Венеры до сих пор так мало изучалась посадочными аппаратами, а рекорд продолжительности работы зонда на ее поверхности составляет всего 2 часа 7 минут.
Особенность конструкции семи советских станций «Венера» и запущенных в 1980-е годы миссий «Вега», благодаря которым СССР получил неоспоримое преимущество в исследовании этой планеты, заключалась в том, что электронная начинка этих аппаратов была размещена в специальных герметичных термокамерах, охлажденных до –10 °C.
Наличие этих громоздких «термосов» на борту увеличивало массу и стоимость аппаратов, однако только так можно было решить проблему работы электроники в чрезвычайно горячих условиях. Проблема Венеры демонстрирует сложность решения технологической задачи в подобных миссиях: не так сложно заставить аппарат работать в чрезвычайно холодных условиях далеких планет, астероидов и комет, как сохранить его работоспособным в очень горячей среде.
«Если вы вспомните марсианские миссии, то отправленные туда роверы уже прислали кучу научной информации. Подобных данных вообще не прислано с Венеры, и это связано с тем, что электроника на ней не работает», — пояснил специалист по электронным устройствам NASA Филипп Ньюдек.
Даже в наши дни, с развитием новых материалов и микропроцессорной электроники,
ни один микрочип не сможет проработать в условиях венерианской атмосферы более чем несколько часов.
Вероятно, следующим спускаемым к Венере аппаратом станет ровер, который в NASA планируют запустить в 2023 году. Однако эта миссия не состоится, если к тому времени не будет разработан микрочип, способный выдерживать экстремальную температуру.
В статье, опубликованной в журнале AIP Advances, инженеры Исследовательского центра имени Гленна (NASA) представили принципиально новый тип микрочипов, которые могут работать в условиях Венеры в сто раз дольше, чем существующие модели.
Сегодня все компьютерные чипы изготавливаются на основе кремния, однако его проблема в том, что при высокой температуре этот полупроводник начинает вести себя как обычный проводник.
Новый чип изготовлен на основе карбида кремния, который устойчив к высокой температуре и сохраняет при ней свои полупроводниковые свойства.
skin: article/incut(default)
data:
{
"_essence": "test",
"incutNum": 1,
"repl": "<1>:{{incut1()}}",
"src": "NASA",
"uid": "_uid_10534739_i_1"
}
Чтобы испытать новый чип, ученые поместили его в специальную 800-литровую камеру, внутри которой воспроизводятся химические и температурные условия поверхности Венеры.
В этих условиях изготовленный чип смог проработать 521 час.
Изготовленный чип по сложности, правда, совсем не напоминает современные, так как имеет всего 24 транзистора. «По сложности микросхемы в терминах закона Мура мы находимся где-то в начале 1970-х годов», — пошутил Ньюдек. Однако в планах ученых в ближайшее время собрать более сложный чип с уже сотней транзисторов.
