تعرض وكالة ناسا الإلكترونيات اللازمة لمهمات أطول على سطح كوكب الزهرة

أكمل فريق من العلماء في مركز جلين للأبحاث التابع لناسا في كليفلاند مؤخرًا عرضًا تكنولوجيًا يمكن أن يتيح مهمات علمية جديدة إلى سطح كوكب الزهرة. أظهر الفريق أول عملية مطولة للإلكترونيات في الظروف القاسية الموجودة على كوكب الزهرة.

قال فيل نيوديك، مهندس الإلكترونيات الرئيسي لهذا العمل: "مع المزيد من التطوير التكنولوجي، يمكن لمثل هذه الإلكترونيات أن تحسن بشكل كبير تصميمات مركبات الهبوط على كوكب الزهرة ومفاهيم المهمة، مما يتيح أول مهمات طويلة الأمد إلى سطح الزهرة".

لا يمكن لمركبات الهبوط الحالية على كوكب الزهرة العمل على سطح الكوكب إلا لبضع ساعات بسبب الظروف الجوية القاسية. تبلغ درجة حرارة سطح كوكب الزهرة ما يقرب من 860 درجة فهرنهايت، وهي أكثر سخونة من معظم الأفران، ويتمتع الكوكب بغلاف جوي عالي الضغط من ثاني أكسيد الكربون. نظرًا لأن الإلكترونيات التجارية لا تعمل في هذه البيئة، فقد تمت حماية الإلكترونيات الموجودة على مركبات الهبوط السابقة على كوكب الزهرة بواسطة أوعية مقاومة للحرارة والضغط. تدوم هذه السفن بضع ساعات فقط، وتضيف كتلة كبيرة وتكلفة كبيرة إلى المهمة.

للتغلب على هذه التحديات، قام فريق جلين بتطوير وتنفيذ نظام متين للغاية كربيد السيليكون الدوائر المتكاملة لأشباه الموصلات. ثم قاموا باختبار اثنتين من هذه الدوائر المتكاملة كهربائيًا في جهاز Glenn Extreme Environments Rig (GEER)، والذي يمكنه محاكاة الظروف المتوقعة على سطح كوكب الزهرة بدقة. صمدت الدوائر أمام درجة حرارة سطح كوكب الزهرة والظروف الجوية لمدة 521 ساعة - وعملت أكثر من 100 مرة أطول من إلكترونيات مهمة كوكب الزهرة التي تم عرضها سابقًا.

وقال نيوديك: "لقد أظهرنا تشغيلًا كهربائيًا أطول بكثير مع تعرض الرقائق مباشرة - بدون تبريد أو تغليف شرائح وقائي - لاستنساخ فيزيائي وكيميائي عالي الدقة للغلاف الجوي لسطح كوكب الزهرة". "ولا تزال كلتا الدائرتين المتكاملتين تعملان بعد انتهاء الاختبار."

في وقت سابق من هذا العام، أظهر الفريق دوائر متكاملة متطابقة تقريبًا من كربيد السيليكون لأكثر من 1000 ساعة عند 900 درجة فهرنهايت في اختبار فرن الغلاف الجوي الأرضي. ال دوائر متكاملة تم تصميمها في الأصل للعمل في المناطق الساخنة لمحركات الطائرات الموفرة للوقود.

"لا يتيح هذا العمل إمكانات العلوم الجديدة في استكشاف سطح كوكب الزهرة الممتد واستكشاف الكواكب الأخرى فحسب، بل له أيضًا تأثير كبير محتمل على مجموعة من التطبيقات ذات الصلة بالأرض، كما هو الحال في محركات الطائرات لتمكين قدرات جديدة، وتحسين العمليات، وتقليل وقال غاري هنتر، الباحث الرئيسي في سطح كوكب الزهرة: "الانبعاثات". إلكترونيات تطوير.

تم تفصيل نتائج الاختبار في مقالة في مجلة تمت مراجعتها من قبل النظراء بعنوان "تشغيل الدائرة المتكاملة لكربيد السيليكون لفترة طويلة في كوكب الزهرة" سطح الأحوال الجوية"، والذي نشر في تقدم AIP.