Батарейки

популярно о научном

НАСА создало микросхему для венерианских условий

НАСА создало микросхему для венерианских условий

Исследователи NASA разработали новую компьютерную микросхему и успешно протестировали ее без какого-либо охлаждения и защиты в высокотемпературной среде с высоким давлением, имитируя условия на поверхности Венеры. Вот уже четверть века человечество не посылало ни одной миссии на Венеру. Последний удачно привенеревшийся космический аппарат - это советская автоматическая станция Венера-13.

Она проработала на поверхности планеты около двух часов 01 марта 1982 года. И хотя NASA собирается отправить на Венеру свой венероход в 2023 году, если ничего не случится, о подготовке оборудования для этой миссии в открытых источниках еще не было сообщений. Создание компьютерной микросхемы, способной работать при температуре под 500 градусов Цельсия и давлении в 92 земных атмосферы - это один из главных шагов в этом направлении.

Новая микросхема, до и после испытаний при атмосферных условиях Венеры

Новая микросхема, до и после испытаний при атмосферных условиях Венеры

“Если посмотреть на марсианские миссии, то мы увидим роверы-марсоходы, ездящие по поверхности планеты, собирая множество научных данных,” - говорит Филип Нойдек (Philip Neudeck), инженер электроники в Исследовательском центре НАСА имени Джона Гленна в Кливленде, Огайо. “Нам не хватает такого же объема данных с Венеры, и основная причина тому - не способность обычной электроники работать в условиях Венеры.” А ведь Венеру не зря называют планетой-близнецом Земли и для нас - землян - она очень интересна. Например, ее геологические процессы и наполненная парниковыми газами атмосфера могут помочь нам лучше понять процессы, происходящие на нашей собственной планете.

GEER или Установка экстремальных сред, на которой испытывали микросхемы для Венеры

GEER или Установка экстремальных сред, на которой испытывали микросхемы для Венеры

Чтобы понять как создавать стойкие к венерианским условиям микросхемы, мы должны понимать природу полупроводников и транзисторов. Полупроводники представляют собой промежуточное состояние твердых тел между проводниками, хорошо проводящими электрический ток, и диэлектриками, которые ток не проводят. Вы можете менять электрическую проводимость полупроводников, что на практике означает использование транзисторов. Транзисторы - это, условно говоря, ворота на пути электрического тока, которые могут пропускать или запирать электрический ток. Все современные микрочипы, на которых строится компьютерная индустрия являются совокупностью электрических цепей, содержащих множество транзисторов.

Нойдек объяснил, что основной вызов, который нужно было преодолеть - это высокая температура и едкая атмосфера Венеры. Большинство современных микрочипов делаются из кремния, но при температуре поверхности Венеры он перестает вести себя как полупроводник, становясь проводником. Вместо этого Нойдек сделал микрочипы из карбида кремния, который служит надежным полупроводником при температурах до 500 градусов по Цельсию, сохраняя все необходимые свойства. Также в микрочипах Нойдека используется такой экзотический материал, как силицид тантала - уже в качестве проводника.

Исследователи создали специальные чипы, передающие электронный сигнал, поместили их в Установку экстремальных сред GEER, что в Исследовательском центре НАСА имени Джона Гленна, где была воссоздана атмосфера Венеры у ее поверхности, со всеми ее характеристиками - высокой температурой, давлением, наличием агрессивных соединений. Микросхемы "выжили" при таких условиях, проработав 21 день. О результатах испытаний можно прочитать здесь - AIP Advances.

То, что новые чипы работают - это, конечно, здорово, однако они еще не готовы для отправки на Венеру. Пока что эти микросхемы малопроизводительны из-за того, что содержат всего 24 транзистора. Это очень мало, если сравнивать с современными компьютерами, - то это где-то уровень начала 1970-х годов. Но, с одной стороны, в команде Нойдека уже проектируют микросхемы со ста транзисторами, а с другой - ученые исследовали Солнечную ранее и с менее мощными компьютерами. К тому же, на усовершенствование микросхем Нойдека еще есть время, поскольку многие другие компоненты для венерианских миссий еще не созданы.

Но Нойдек с нетерпением ждет, когда новые компьютеры будут участвовать в миссиях на Венеру. “Еще никто не делал микросхемы, способные работать в таких условиях так долго,” - говорит он. “Это действительно открывает новые возможности в исследованиях Венеры.”

Источник: Gizmodo.

Оставьте комментарий!


Комментарий будет опубликован после проверки

     

  

Facebook.

(обязательно)