Venere è spesso descritta come l'inferno stesso, a causa della sua pressione schiacciante, atmosfera acida e temperature estremamente elevate. Affrontare uno di questi è una sfida significativa quando si tratta di esplorare Venere. Trattare con tutti e tre è estremamente scoraggiante, come ha scoperto l'Unione Sovietica con i loro lander Venera.
In realtà, affrontare la pioggia sulfurea non è troppo difficile, ma il calore e la pressione sulla superficie di Venere sono enormi ostacoli per esplorare il pianeta. La NASA ha lavorato sul problema di Venere, cercando di sviluppare elettronica in grado di sopravvivere abbastanza a lungo da fare scienza utile. E sembra che stiano facendo enormi progressi.
Gli scienziati del Glenn Research Center della NASA hanno dimostrato circuiti elettronici che dovrebbero aiutare ad aprire la superficie di Venere all'esplorazione.
"Con l'ulteriore sviluppo della tecnologia, tale elettronica potrebbe migliorare drasticamente i progetti dei lander Venus e i concetti di missione, consentendo le prime missioni di lunga durata sulla superficie di Venus", ha dichiarato Phil Neudeck, capo ingegnere elettronico per questo lavoro.
Con la nostra tecnologia attuale, i lander possono resistere alle condizioni della superficie su Venere solo per alcune ore. Non puoi fare molta scienza in poche ore, specialmente se confrontato con il costo della missione. Quindi aumentare la sopravvivenza di un lander Venus è cruciale.
Con una temperatura di 460 gradi Celsius (860 gradi Fahrenheit), Venere è quasi due volte più calda della maggior parte dei forni. Fa abbastanza caldo da sciogliere il piombo, in effetti. Non solo, ma la pressione superficiale su Venere è circa 90 volte maggiore di quella terrestre, perché l'atmosfera è così densa.
Per proteggere l'elettronica dei precedenti lander Venus, sono stati contenuti all'interno di speciali vasi progettati per resistere alla pressione e alla temperatura. Ma queste navi aggiungono molta massa alla missione e rendono l'invio di lander a Venere una proposta molto costosa. Quindi il lavoro della NASA sull'elettronica robusta è estremamente importante quando si tratta di esplorare Venere.
Il team del Glenn Research Center ha sviluppato circuiti integrati a semiconduttore in carburo di silicio (Si C IC) estremamente robusti. Due dei circuiti sono stati testati all'interno di una camera speciale progettata per riprodurre con precisione le condizioni su Venere. Questa camera è chiamata Glenn Extreme Environments Rig (GEER.)
GEER è una camera speciale che può ricreare le condizioni di qualsiasi corpo nel nostro Sistema Solare. È una camera da 800 litri (28 piedi cubi) in grado di simulare temperature fino a 500 ° C (932 ° F) e pressioni dal quasi vuoto a oltre 90 volte la pressione superficiale della Terra. GEER può anche simulare atmosfere esotiche con le sue capacità di miscelazione del gas di precisione. Può mescolare quantità molto specifiche di gas fino a parti per milione di precisione. Per questi test, ciò significa che l'unità ha dovuto riprodurre una ricetta accurata di CO2, N2, SO2, HF, HCl, CO, OCS, H2S e H2O, fino a quantità molto ridotte. E i test hanno avuto successo.
"Abbiamo dimostrato un funzionamento elettrico molto più lungo con i chip direttamente esposti - nessun raffreddamento e nessun imballaggio protettivo dei chip - a una riproduzione fisica e chimica ad alta fedeltà dell'atmosfera superficiale di Venere", ha detto Neudeck. "Ed entrambi i circuiti integrati funzionavano ancora dopo la fine del test."
In effetti, i due circuiti non hanno funzionato solo dopo il completamento del test, ma hanno resistito a condizioni simili a Venere per 521 ore. È più di 100 volte più lungo rispetto alle precedenti dimostrazioni di elettronica progettate per le missioni di Venere.
I circuiti stessi erano originariamente progettati per funzionare a temperature estremamente elevate all'interno dei motori degli aeromobili. "Questo lavoro non solo consente il potenziale per la nuova scienza nella estesa superficie di Venere e altre esplorazioni planetarie, ma ha anche un impatto potenzialmente significativo per una serie di applicazioni rilevanti per la Terra, come ad esempio i motori degli aerei, per abilitare nuove capacità, migliorare le operazioni e ridurre emissioni ", ha affermato Gary Hunter, principale investigatore per lo sviluppo dell'elettronica di superficie di Venus."
Le patatine stesse erano molto semplici. Non erano prototipi di componenti elettronici specifici che sarebbero stati equipaggiati su un lander Venus. Ciò che questi test hanno dimostrato è che i nuovi circuiti integrati in carburo di silicio (Si C IC) possono resistere alle condizioni di Venere.
Numerose altre sfide rimangono quando si tratta del successo complessivo di un lander Venus. Tutte le apparecchiature che devono operare lì, come sensori, trapani e campionatori atmosferici, devono ancora sopravvivere all'espansione termica dall'esposizione a temperature estremamente elevate. In molti casi saranno necessari nuovi design robusti. Ma questo test di successo dell'elettronica che può sopravvivere senza custodie ingombranti, pesanti e protettive è sicuramente un salto in avanti.
Se sei interessato a come potrebbe apparire un lander Venus, dai un'occhiata al concetto Venus Sail Rover.
