금성은 종종 분쇄 압력, 산성 대기 및 매우 높은 온도 때문에 지옥 자체로 묘사됩니다. 이 중 하나를 다루는 것은 금성을 탐험 할 때 중요한 도전입니다. 소비에트 연방이 Venera 착륙선에서 발견 한 것처럼 세 가지 모두를 다루는 것은 매우 어려운 일입니다.
실제로 유황을 다루는 것은 그리 어렵지 않지만 금성 표면의 열과 압력은 지구를 탐험하는 데 큰 장애물입니다. NASA는 금성 문제를 연구하면서 유용한 과학을 수행 할 수있을만큼 오래 살아남을 수있는 전자 장치를 개발하려고 노력하고 있습니다. 그들이 큰 진전을 보이고있는 것 같습니다.
NASA Glenn Research Center의 과학자들은 금성의 표면을 탐험하는 데 도움이되는 전자 회로를 시연했습니다.
이 기술의 전자 엔지니어 인 Phil Neudeck은“추가 기술 개발을 통해 이러한 전자 장치는 Venus 착륙선 설계 및 임무 개념을 대폭 개선하여 Venus 표면에 대한 최초의 장기 임무를 수행 할 수있었습니다.
우리의 현재 기술로, 착륙선은 몇 시간 동안 금성의 표면 상태만을 견딜 수 있습니다. 몇 시간 안에, 특히 미션 비용에 비해 많은 과학을 할 수는 없습니다. 따라서 금성 착륙선의 생존 성을 높이는 것이 중요합니다.
섭씨 460도 (화씨 860도) 인 금성은 대부분의 오븐보다 거의 두 배나 더 뜨겁습니다. 실제로 납을 녹일 수있을 정도로 뜨겁습니다. 그뿐만 아니라 금성의 표면 압력은 대기보다 밀도가 높기 때문에 지구보다 약 90 배 높습니다.
이전 Venus 착륙선의 전자 장치를 보호하기 위해 압력과 온도를 견딜 수 있도록 설계된 특수 용기 안에 들어있었습니다. 그러나이 선박들은 임무에 많은 양을 추가하고 착륙선을 금성으로 보내는 것을 매우 비싼 제안으로 만듭니다. 따라서 금성 탐사에있어 NASA의 강력한 전자 제품 연구는 매우 중요합니다.
Glenn Research Center 팀은 매우 견고한 실리콘 카바이드 반도체 집적 회로 (Si C IC)를 개발했습니다. Venus의 조건을 정확하게 재현하도록 설계된 특수 챔버 내에서 2 개의 회로를 테스트했습니다. 이 챔버는 Glener Extreme Environments Rig (GEER)라고합니다.
GEER은 태양계의 모든 신체 조건을 재현 할 수있는 특수 챔버입니다. 800 리터 (28 입방 피트)의 챔버로 최대 500 ° C (932 ° F)의 온도와 진공 상태에서 지구 표면 압력의 90 배에 이르는 압력을 시뮬레이션 할 수 있습니다. GEER은 정밀한 가스 혼합 기능으로 이국적인 분위기를 시뮬레이션 할 수도 있습니다. 매우 구체적인 양의 가스를 백만 분의 1의 정확도로 혼합 할 수 있습니다. 이러한 테스트를 위해, 장치는 CO2, N2, SO2, HF, HCl, CO, OCS, H2S 및 H2O의 정확한 레시피를 매우 적은 양으로 재생해야했습니다. 그리고 테스트는 성공했습니다.
Neudeck은“냉각 및 보호용 칩 패키징이없는 칩이 Venus의 표면 대기를 물리적으로 화학적으로 생생하게 재현하기 위해 직접 노출 된 상태에서 훨씬 더 긴 전기적 작동을 보여 주었다. "그리고 두 집적 회로는 테스트가 끝난 후에도 여전히 작동했습니다."
실제로 두 회로는 테스트가 완료된 후 작동했을뿐만 아니라 521 시간 동안 금성과 같은 조건을 견뎌냈습니다. 금성 임무를 위해 설계된 이전 전자 제품 시연보다 100 배 이상 길었습니다.
회로 자체는 원래 항공기 엔진 내부의 매우 높은 온도에서 작동하도록 설계되었습니다. “이 연구는 확장 된 금성 표면 및 기타 행성 탐사에서 새로운 과학의 잠재력을 가능하게 할뿐만 아니라 항공기 엔진과 같은 다양한 지구 관련 응용 분야에 잠재적으로 중대한 영향을 미쳐 새로운 기능을 가능하게하고 운영을 개선하며 감소시킵니다. Venus 표면 전자 기술 개발의 주요 연구원 Gary Hunter는 말했다.
칩 자체는 매우 간단했습니다. 그들은 금성 착륙선에 장착되는 특정 전자 제품의 프로토 타입이 아니 었습니다. 이러한 테스트 결과에 따르면 새로운 실리콘 카바이드 집적 회로 (Si C IC)는 금성 조건을 견딜 수 있습니다.
금성 착륙선의 전반적인 성공과 관련하여 다른 많은 도전 과제가 남아 있습니다. 센서, 드릴 및 대기 샘플러와 같이 작동해야하는 모든 장비는 노출에서 극도로 높은 온도까지 열팽창을 견뎌야합니다. 많은 경우에 강력하고 새로운 디자인이 필요합니다. 그러나 부피가 크고 무겁고 보호되는 인클로저가 없어도 생존 할 수있는이 성공적인 전자 제품 테스트는 확실히 도약입니다.
Venus 착륙선이 어떻게 보이는지에 관심이 있다면 Venus Sail Rover 컨셉을 확인하십시오.
