Напівпровідники змогли вижити в умовах венеріанської атмосфери

Вчені з Дослідницького центру NASA імені Джона Гленна розробили і випробували електронну схему, яка здатна витримати температуру і тиск, порівнянні з умовами в атмосфері Венери. Стаття опублікована в.

У Венери дуже щільна атмосфера, яка в основному складається з вуглекислого газу. Тиск на середньому рівні поверхні становить 93 атмосфери, при цьому температура біля поверхні досягає 467 градусів Цельсія. Через такі умови дослідження поверхні планети за допомогою зондів ускладнене - незважаючи на захист приладів і електроніки від тиску і перегріву, жоден з успішно сілих космічних апаратів не пропрацював на поверхні планети довше двох годин.

Раніше в Дослідницькому центрі Гленна випробовували роботу напівпровідників з карбіду кремнію (4H-SiC) в умовах високих температур і виявили, що вони можуть функціонувати понад 1000 годин (майже 42 дні) при температурі в 500 градусів Цельсія. Це наштовхнуло вчених на ідею протестувати такі транзистори в умовах, близьких до атмосфери Венери.

Дослідники зібрали два генератори сигналів на JFET-транзисторах з карбіду кремнію (4H-SiC). Для з'єднання транзисторів використовувалися спеціально підготовлені кабелі в мінеральній ізоляції, всередині кожного з яких було чотири окремі дроти з нікелевого сплаву, розділені оксидом магнію.

Електронні схеми були зібрані на керамічній підкладці в корпусі, що захищає від механічних пошкоджень, але без додаткового захисту від тиску і без системи охолодження. Після цього схеми по черзі помістили в спеціальну установку GEER, яка імітує умови атмосфери Венери - температуру в 460 градусів Цельсія і тиск в 9,4 мегапаскаля. Одна тестова схема стабільно працювала на частоті 1,26 мегагерца протягом 521 години (21,7 діб), після чого GEER відключили, друга схема пропрацювала на частоті 245 кілогерц 109 годин, після чого сигнал почав погіршуватися і остаточно був втрачений після 161 години роботи.

За словами авторів, такі результати, незважаючи на простоту випробуваної електроніки, вже виглядають багатообіцяючими. Можливо, саме на базі цих розробок в майбутньому будуть створені повноцінні комп'ютери, які будуть встановлені на космічних апаратах, призначених для дослідження поверхні Венери. Останній раз на поверхню планети сідали радянські посадкові апарати «Вега-1» і «Вега-2» в 1985 році.