Vênus é freqüentemente descrito como o próprio inferno, por causa de sua pressão esmagadora, atmosfera ácida e temperaturas extremamente altas. Lidar com qualquer um desses é um desafio significativo quando se trata de explorar Vênus. Lidar com todos os três é extremamente assustador, como a União Soviética descobriu com seus pousadores Venera.
Na verdade, lidar com a chuva sulfúrica não é muito difícil, mas o calor e a pressão na superfície de Vênus são enormes obstáculos para explorar o planeta. A NASA está trabalhando no problema de Vênus, tentando desenvolver eletrônicos que possam sobreviver por tempo suficiente para fazer ciência útil. E parece que eles estão fazendo um enorme progresso.
Cientistas do Centro de Pesquisa Glenn da NASA demonstraram circuitos eletrônicos que devem ajudar a abrir a superfície de Vênus para exploração.
"Com o desenvolvimento da tecnologia, esses eletrônicos poderiam melhorar drasticamente os projetos de aterrissagem e os conceitos de missão da Venus, permitindo as primeiras missões de longa duração na superfície de Venus", disse Phil Neudeck, engenheiro-chefe de eletrônica deste trabalho.
Com a nossa tecnologia atual, os pousadores podem suportar apenas as condições da superfície em Vênus por algumas horas. Você não pode fazer muita ciência em poucas horas, principalmente quando comparado ao custo da missão. Portanto, aumentar a capacidade de sobrevivência de um sonda Venus é crucial.
Com uma temperatura de 460 graus Celsius (860 graus Fahrenheit), Vênus é quase duas vezes mais quente que a maioria dos fornos. Na verdade, está quente o suficiente para derreter o chumbo. Não apenas isso, mas a pressão da superfície em Vênus é cerca de 90 vezes maior que a da Terra, porque a atmosfera é muito densa.
Para proteger os componentes eletrônicos dos aterrissadores anteriores da Venus, eles foram contidos em embarcações especiais projetadas para suportar a pressão e a temperatura. Mas esses navios acrescentam muita massa à missão e tornam o envio de embarcações para Vênus uma proposta muito cara. Portanto, o trabalho da NASA em eletrônicos robustos é super importante quando se trata de explorar Vênus.
A equipe do Glenn Research Center desenvolveu circuitos integrados de semicondutores de carboneto de silício (Si C IC) que são extremamente robustos. Dois dos circuitos foram testados dentro de uma câmara especial projetada para reproduzir com precisão as condições em Vênus. Essa câmara é chamada de Glenn Extreme Environments Rig (GEER.)
GEER é uma câmara especial que pode recriar as condições de qualquer corpo em nosso Sistema Solar. É uma câmara de 800 litros (28 pés cúbicos) que pode simular temperaturas de até 500 ° C (932 ° F) e pressões do vácuo próximo a mais de 90 vezes a pressão da superfície da Terra. A GEER também pode simular atmosferas exóticas com seus recursos precisos de mistura de gases. Ele pode misturar quantidades muito específicas de gases com precisão de partes por milhão. Para esses testes, isso significa que a unidade teve que reproduzir uma receita precisa de CO2, N2, SO2, HF, HCl, CO, OCS, H2S e H2O, em quantidades muito pequenas. E os testes foram um sucesso.
"Demonstramos uma operação elétrica muito mais longa com chips diretamente expostos - sem resfriamento e sem embalagem protetora de chips - a uma reprodução física e química de alta fidelidade da atmosfera da superfície de Vênus", disse Neudeck. "E os dois circuitos integrados ainda funcionavam após o final do teste."
De fato, os dois circuitos não apenas funcionaram após a conclusão do teste, mas também resistiram a condições semelhantes a Vênus por 521 horas. Isso é 100 vezes mais que as demonstrações anteriores de eletrônicos projetados para missões em Vênus.
Os circuitos foram projetados para operar sob temperaturas extremamente altas nos motores de aeronaves. “Este trabalho não apenas permite o potencial de novas ciências na superfície estendida de Vênus e outras explorações planetárias, mas também tem um impacto potencialmente significativo para uma série de aplicações relevantes da Terra, como nos motores de aeronaves, para permitir novas capacidades, melhorar operações e reduzir ", disse Gary Hunter, investigador principal do desenvolvimento de eletrônicos de superfície em Vênus."
Os chips em si eram muito simples. Eles não eram protótipos de nenhum material eletrônico específico que seria equipado em uma sonda Venus. O que esses testes mostraram é que os novos circuitos integrados de carboneto de silício (Si C IC) podem suportar as condições em Vênus.
Uma série de outros desafios permanece quando se trata do sucesso geral de um módulo de aterrissagem de Vênus. Todo o equipamento que precisa operar lá, como sensores, brocas e amostradores atmosféricos, ainda precisa sobreviver à expansão térmica da exposição a temperaturas extremamente altas. Novos projetos robustos serão necessários em muitos casos. Mas esse teste bem-sucedido de eletrônicos que podem sobreviver sem caixas pesadas, pesadas e protetoras é definitivamente um salto à frente.
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