Venus a menudo se describe como el infierno en sí mismo, debido a su presión aplastante, atmósfera ácida y temperaturas extremadamente altas. Tratar con cualquiera de estos es un desafío importante cuando se trata de explorar Venus. Tratar con los tres es extremadamente desalentador, como descubrió la Unión Soviética con sus módulos de aterrizaje Venera.
En realidad, lidiar con la lluvia sulfúrica no es demasiado difícil, pero el calor y la presión en la superficie de Venus son grandes obstáculos para explorar el planeta. La NASA ha estado trabajando en el problema de Venus, tratando de desarrollar dispositivos electrónicos que puedan sobrevivir el tiempo suficiente para hacer ciencia útil. Y parece que están haciendo grandes progresos.
Los científicos del Centro de Investigación Glenn de la NASA han demostrado circuitos electrónicos que deberían ayudar a abrir la superficie de Venus a la exploración.
"Con un mayor desarrollo tecnológico, dicha electrónica podría mejorar drásticamente los diseños y conceptos de misión del módulo de aterrizaje Venus, permitiendo las primeras misiones de larga duración en la superficie de Venus", dijo Phil Neudeck, ingeniero electrónico líder de este trabajo.
Con nuestra tecnología actual, los aterrizadores solo pueden soportar las condiciones de la superficie en Venus durante unas pocas horas. No se puede hacer mucha ciencia en unas pocas horas, especialmente cuando se compara con el costo de la misión. Por lo tanto, aumentar la capacidad de supervivencia de un módulo de aterrizaje Venus es crucial.
Con una temperatura de 460 grados centígrados (860 grados Fahrenheit), Venus tiene casi el doble de calor que la mayoría de los hornos. De hecho, hace suficiente calor para derretir el plomo. No solo eso, sino que la presión superficial en Venus es aproximadamente 90 veces mayor que la de la Tierra, porque la atmósfera es muy densa.
Para proteger la electrónica en los aterrizadores Venus anteriores, se han contenido dentro de recipientes especiales diseñados para soportar la presión y la temperatura. Pero estos buques agregan mucha masa a la misión y hacen que enviar aterrizadores a Venus sea una propuesta muy costosa. Entonces, el trabajo de la NASA en electrónica robusta es súper importante cuando se trata de explorar Venus.
El equipo del Centro de Investigación Glenn ha desarrollado circuitos integrados de semiconductores de carburo de silicio (Si C IC) que son extremadamente robustos. Dos de los circuitos fueron probados dentro de una cámara especial diseñada para reproducir con precisión las condiciones en Venus. Esta cámara se llama Glenn Extreme Environments Rig (GEER).
GEER es una cámara especial que puede recrear las condiciones de cualquier cuerpo en nuestro Sistema Solar. Es una cámara de 800 litros (28 pies cúbicos) que puede simular temperaturas de hasta 500 ° C (932 ° F) y presiones desde casi vacío hasta más de 90 veces la presión superficial de la Tierra. GEER también puede simular atmósferas exóticas con sus capacidades de mezcla de gases de precisión. Puede mezclar cantidades muy específicas de gases a partes por millón de precisión. Para estas pruebas, eso significa que la unidad tuvo que reproducir una receta precisa de CO2, N2, SO2, HF, HCl, CO, OCS, H2S y H2O, hasta cantidades muy pequeñas. Y las pruebas fueron un éxito.
"Demostramos una operación eléctrica mucho más larga con chips expuestos directamente, sin enfriamiento ni empaque de chips de protección, a una reproducción física y química de alta fidelidad de la atmósfera de la superficie de Venus", dijo Neudeck. "Y ambos circuitos integrados aún funcionaban después del final de la prueba".
De hecho, los dos circuitos no solo funcionaron después de que se completó la prueba, sino que resistieron condiciones similares a Venus durante 521 horas. Eso es más de 100 veces más que las demostraciones anteriores de dispositivos electrónicos diseñados para las misiones de Venus.
Los circuitos en sí mismos fueron diseñados originalmente para operar en temperaturas extremadamente altas dentro de los motores de los aviones. “Este trabajo no solo permite el potencial de una nueva ciencia en la superficie extendida de Venus y otras exploraciones planetarias, sino que también tiene un impacto potencialmente significativo para una gama de aplicaciones relevantes de la Tierra, como en motores de aviones para permitir nuevas capacidades, mejorar las operaciones y reducir emisiones ", dijo Gary Hunter, investigador principal para el desarrollo de la electrónica de superficie de Venus".
Las fichas en sí eran muy simples. No eran prototipos de ninguna electrónica específica que estuviera equipada en un módulo de aterrizaje Venus. Lo que mostraron estas pruebas es que los nuevos circuitos integrados de carburo de silicio (Si C IC) pueden soportar las condiciones en Venus.
Quedan muchos otros desafíos cuando se trata del éxito general de un módulo de aterrizaje Venus. Todo el equipo que tiene que operar allí, como sensores, taladros y muestreadores atmosféricos, aún tiene que sobrevivir a la expansión térmica de la exposición a temperaturas extremadamente altas. Se requerirán nuevos diseños robustos en muchos casos. Pero esta exitosa prueba de electrónica que puede sobrevivir sin envolventes protectores voluminosos, pesados es definitivamente un gran avance.
Si está interesado en el aspecto de un módulo de aterrizaje Venus, consulte el concepto Venus Sail Rover.
