V NASA vyvinuli extrémně odolný čip, který přežije povrch Venuše

Venuše, to je peklo Sluneční soustavy. A když do pekla chcete poslat meziplanetární sondu, tak musí mít doopravdy hodně drsnou elektroniku.

Čip z karbidu křemíku před a po testu v simulovaném prostředí Venuše. Kredit: NASA.

Venuše je sice svými rozměry nejpodobnější Zemi, ale není to ráj. Je to peklo. Tahle planeta je jedním z nejvíce nehostinných míst Sluneční soustavy. Sondy, které se tam pokoušejí přistát, nejprve prolétávají mračny vařící kyseliny sírové. Pak dosednou na povrch, kde teplota dosahuje hrozivých 470 °C a tlak neméně nepříjemných 90 atmosfér. Nejdéle tam vydržela sovětská sonda Veněra 13, která v roce 1981 pracovala po dobu 127 minut. Mimo jiné nám poslala první barevné snímky povrchu Venuše. Tehdy to byl úspěch, protože odborníci sondě dávali pouhých 32 minut života. Od roku 1985 už na povrchu Venuše nepřistálo nic.

Atrapa Veněry 13. V popředí přistávací modul, za ním celá sonda. Kredit: NASA.

Zásadní překážkou pro průzkum Venuše je to, že tam nefunguje konvenční elektronika. Standardní křemíkové čipy vydrží do teploty kolem 250 °C. Pak je už v čipu tolik energie, že se křemík přestává chovat jako polovodič, elektrony si skáčou, jak chtějí a celý systém se zhroutí. Sondy řady Veněra měly v osmdesátých letech elektroniku v hermeticky uzavřených komorách, které byly v některých případech před přistáním na Venuše předchlazeny na teplotu kolem mínus 10 °C.

Teď už ale nejsou osmdesátá léta, nýbrž poblázněné 21. století. A naučili jsme se dělat elektroniku z karbidu křemíku. Tahle elektronika je úžasně odolná a hned si získala pozornost vojáků i inženýrů. Zvládne vysoké elektrické napětí, a také vysoké teploty. Shodou okolností jsou tyto vlastnosti rovněž velmi vhodné pro elektroniku, která by se uplatnila na Venuši.

Zařízení GEER. Kredit: NASA Glenn Research Center.

Výzkumníci Glennova výzkumného centra NASA zvládli technické obtíže, které doprovázejí konstrukci integrovaných obvodů schopných vydržet vysoké teploty. Vytvořili propojení mezi jednotlivými tranzistory postavenými z karbidu křemíku a dalšími komponenty integrovaných obvodů tak, aby vydrželo podmínky na povrchu Venuše. Pak vyrobili jednoduchý čip v keramickém obalu, který umístili do unikátního zařízení Glenn Extreme Environments Rig, čili GEER. V tomto stroji lze vytvořit podmínky jako na kterékoliv planetě či měsíci Sluneční soustavy. Tedy i peklo jako na povrchu Venuše a také v něm udržet extrémní teplotu a tlak po řadu dní. Čip z karbidu křemíku v těchto podmínkách vydržel fungovat po celou dobu experimentu, který trval tři týdny.

Povrch Venuše na barevných snímcích sondy Veněra 13. Kredit: NASA.

Je to poprvé, kdy jsme na Zemi vyrobili čip, schopný fungovat celé týdny na povrchu Venuše, aniž by ho chránila hermeticky uzavřená schránka, chladicí systém nebo nějaké podobné ochranné prvky. S touto pozoruhodnou technologií určitě dokážeme dramaticky vylepšit konstrukci přistávacích modulů pro planetu Venuši i přípravu celých misí. Pokud jde o mechanické prvky strojů schopných odolat prostředí Venuše, jejich vývoj také není úplně snadný. Ale díky překotnému vývoji materiálových věd, technologií vrtů a dalších užitečných odvětví, je vývoj přistávajícího modulu a roveru v podstatě už v našich možnostech. Od této chvíle můžeme začít plánovat napínavé dlouhé výpravy robotických průzkumníků do pekla na povrchu Venuše.

Literatura
Ars Technica 8. 2. 2017, Wikipedia (Venera 13).

Autor: Stanislav Mihulka

Datum: 10.02.2017

Tisk článku

Související články:

Venuše má rychlejší větry Autor: Tomáš Kohout (21.06.2013)
Jak terraformovat Venuši? Autor: Stanislav Mihulka (27.07.2014)
NASA zvažuje pilotovanou misi na Venuši Autor: Stanislav Mihulka (20.12.2014)
Ve výkonné laboratorní peci objevili kontinenty Venuše Autor: Stanislav Mihulka (03.01.2015)

Diskuze:

Ad Veněra

Jaroslav Lepka,2017-02-12 13:17:23

Znáte někdo podrobnosti o elektronice Veněry? Ještě v polovině sedmdesátých let rusové vybavovali svá vojenská letadla elektronikou založenou na vakuových elektronkách, viz Mig 25, což se svět dozvěděl až po parádním úletu jednoho do Japonska. Mám dojem, že takto postavená elektronika je sice náročnější na napájení, ale rozhodně odolnější a to nejspíš i na provozní teplotu.