Электроника на основе карбида кремния позволит будущему межпланетному зонду долго работать на поверхности Венеры – в условиях, в которых плавится свинец.
©Wikipedia
Ближайшая к нам планета Венера изучена на порядок хуже Марса, находящегося куда дальше нее. Причина этого – ужасающие условия на поверхности и в атмосфере Венеры. Ее вполне можно назвать одним из самых негостеприимных мест в Солнечной системе: температура на ней превышает 450 °С, давление зашкаливает, а бешеные бури разносят едкие сернистые облака.
До сих пор рекорд выживания здесь принадлежит советской миссии 1981 г. «Венера-13», которая совершила посадку и продержалась целых 127 минут. Прежде чем окончательно перегреться и перестать подавать признаки жизни, аппарат прислал уникальную съемку с поверхности, подтвердив опасения ученых: на Венере очень тяжело. Поэтому уже более 30 лет новых попыток изучить соседнюю планету с помощью спускаемых зондов не предпринимается.
Одной из ключевых проблем перед любым таким проектом остается электроника. Обычный кремниевый микрочип может выдержать нагрев до 250 °С, но выше просто теряет рабочие свойства. Советские разработчики миссий «Венера» использовали сложные герметичные системы охлаждения, которые позволили им продержаться какое-то время. Но для настоящих исследований требуются недели, а лучше месяцы и годы – и обычная электроника тут не подойдет.
Поэтому Филипп Нойдек (Philip Neudeck) и его коллеги из NASA работают над микросхемами, которые используют альтернативный полупроводник – карбид кремния. Способный выдержать высокие напряжения и температуры, он уже полюбился разработчикам военной техники. В статье, которую Нойдек с соавторами опубликовали в журнале AIP Advances, они описывают применение микросхем на карбиде кремния и в будущих венерианских миссиях. Главной новинкой, представленной инженерами, стали контакты между транзисторами и другими полупроводниковыми элементами микросхемы: их тоже удалось сделать «венеростойкими».
Скомпоновав тестовый микрочип, разработчики испытали его в установке для моделирования экстремальных условий GEER, которая работает в Исследовательском центре имени Джона Гленна NASA. Здесь венерианские условия могут поддерживаться сотни часов без остановки – и экспериментальная микросхема выдержала столько, насколько у инженеров хватило терпения: 521 час (почти 22 суток). Столь успешная демонстрация создает надежный фундамент для будущего возвращения человечества на негостеприимную, но загадочную Венеру
