NS शुक्र ग्रह पर मौसम दांते से बाहर की तरह कुछ हैनरक।औसत सतह का तापमान - 737 K (462 ° C; 864 ° F) - सीसा को पिघलाने के लिए पर्याप्त गर्म होता है और वायुमंडलीय दबाव पृथ्वी के समुद्र तल (9.2 MPa) से 92 गुना अधिक होता है। इस कारण से, बहुत कम रोबोटिक मिशनों ने इसे कभी बनाया है शुक्र की सतह , और जो लंबे समय तक नहीं टिके हैं - लगभग 20 मिनट से लेकर केवल दो घंटे तक।
इसलिए नासा, भविष्य के मिशनों को ध्यान में रखते हुए, ऐसे रोबोटिक मिशन और घटक बनाना चाहता है जो लंबे समय तक शुक्र के वातावरण में जीवित रह सकें। इनमें शामिल हैं: अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स नासा ग्लेन रिसर्च सेंटर (जीआरसी) के शोधकर्ताओं ने हाल ही में इसका अनावरण किया। ये इलेक्ट्रॉनिक्स एक लैंडर को हफ्तों, महीनों या वर्षों तक शुक्र की सतह का पता लगाने की अनुमति देंगे।
अतीत में, वीनस का पता लगाने के लिए सोवियत संघ और नासा द्वारा विकसित लैंडर - के हिस्से के रूप में घोंघा तथा नाविक कार्यक्रम, क्रमशः - मानक इलेक्ट्रॉनिक्स पर निर्भर थे, जो सिलिकॉन अर्धचालकों पर आधारित थे। ये शुक्र की सतह पर मौजूद तापमान और दबाव की स्थिति में काम करने में सक्षम नहीं हैं, और इसलिए आवश्यक है कि उनके पास सुरक्षात्मक आवरण और शीतलन प्रणाली हो।
स्वाभाविक रूप से, यह केवल कुछ समय पहले की बात है जब ये सुरक्षा विफल हो गई और जांच ने संचार करना बंद कर दिया। यह रिकॉर्ड सोवियत संघ ने अपने के साथ हासिल किया था वेनेरा 13 जांच, जो उसके उतरने और उतरने के बीच 127 मिनट तक प्रसारित हुई। आगे देखते हुए, नासा और अन्य अंतरिक्ष एजेंसियां ऐसी जांच विकसित करना चाहती हैं जो समय समाप्त होने से पहले शुक्र के वायुमंडल, सतह और भूवैज्ञानिक इतिहास पर अधिक से अधिक जानकारी एकत्र कर सकें।
ऐसा करने के लिए, नासा के जीआरसी की एक टीम इलेक्ट्रॉनिक्स विकसित करने के लिए काम कर रही है जो कि सिलिकॉन कार्बाइड (सीआईसी) अर्धचालकों पर निर्भर है, जो वीनस के तापमान पर या उससे ऊपर काम करने में सक्षम होंगे। हाल ही में, टीम ने दुनिया के पहले मध्यम-जटिल सीआईसी-आधारित माइक्रोक्रिकिट्स का उपयोग करके एक प्रदर्शन किया, जिसमें कोर डिजिटल लॉजिक सर्किट और एनालॉग ऑपरेशन एम्पलीफायरों के रूप में दसियों या अधिक ट्रांजिस्टर शामिल थे।
भविष्य के मिशन के पूरे इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में उपयोग किए जाने वाले ये सर्किट 500 डिग्री सेल्सियस (932 डिग्री फारेनहाइट) के तापमान पर 4000 घंटे तक काम करने में सक्षम थे - प्रभावी ढंग से प्रदर्शित किया गया कि वे लंबे समय तक शुक्र जैसी स्थितियों में जीवित रह सकते हैं। अवधि। ये परीक्षण में हुए थे ग्लेन एक्सट्रीम एनवायरनमेंट रिग (GEER), जिसने अत्यधिक तापमान और उच्च दबाव दोनों सहित, शुक्र की सतह की स्थिति का अनुकरण किया।
अप्रैल 2016 में, GRC टीम ने 521 घंटे (21.7 दिन) की अवधि के लिए GEER का उपयोग करते हुए एक SiC 12-ट्रांजिस्टर रिंग ऑसिलेटर का परीक्षण किया। परीक्षण के दौरान, उन्होंने उठाया कि उन्होंने सर्किट को 460 डिग्री सेल्सियस (860 डिग्री फारेनहाइट), 9.3 एमपीए के वायुमंडलीय दबाव और सीओ² (और अन्य ट्रेस गैसों) के सुपरक्रिटिकल स्तरों के तापमान के अधीन किया। पूरी प्रक्रिया के दौरान, SiC थरथरानवाला ने अच्छी स्थिरता दिखाई और कार्य करता रहा।
शुक्र की सतह की स्थितियों (विस्तारित अवधि के लिए बीहड़ संचालन) में परीक्षण से पहले और बाद में SiC उच्च तापमान वाले इलेक्ट्रॉनिक्स। क्रेडिट: मार्विन स्मिथ/डेविड स्प्री/नासा जीआरसी
यह परीक्षण 21 दिनों के बाद शेड्यूलिंग कारणों से समाप्त हो गया था, और अधिक समय तक चल सकता था। फिर भी, इस अवधि ने एक महत्वपूर्ण विश्व रिकॉर्ड का गठन किया, जो कि किसी भी अन्य प्रदर्शन या मिशन की तुलना में अधिक परिमाण के आदेश हैं, जो आयोजित किए गए हैं। इसी तरह के परीक्षणों से पता चला है कि रिंग ऑसीलेटर सर्किट पृथ्वी-वायु परिवेश स्थितियों में 500 डिग्री सेल्सियस (932 डिग्री फारेनहाइट) के तापमान पर हजारों घंटों तक जीवित रह सकते हैं।
इस तरह के इलेक्ट्रॉनिक्स नासा और अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए एक प्रमुख बदलाव का गठन करते हैं, और उन मिशनों को सक्षम करेंगे जो पहले असंभव थे। नासा विज्ञान मिशन दिशा (एसएमडी) की योजना अपने पर सीआईसी इलेक्ट्रॉनिक्स को शामिल करने की है लॉन्ग-लाइफ इन-सीटू सोलर सिस्टम एक्सप्लोरर (एलआईएसएसई)। इस कम लागत वाली अवधारणा के लिए वर्तमान में एक प्रोटोटाइप विकसित किया जा रहा है, जो महीनों या उससे अधिक समय तक शुक्र की सतह से बुनियादी, लेकिन अत्यधिक मूल्यवान वैज्ञानिक उपाय प्रदान करेगा।
एक जीवित वीनस एक्सप्लोरर बनाने की अन्य योजनाओं में शामिल हैं: चरम वातावरण के लिए ऑटोमेटन रोवर (क्षेत्र), से ' स्टीमपंक रोवर 'अवधारणा जो जटिल इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के बजाय एनालॉग घटकों पर निर्भर करती है। जबकि यह अवधारणा पूरी तरह से इलेक्ट्रॉनिक्स से दूर करने का प्रयास करती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि वीनस मिशन अनिश्चित काल तक काम कर सके, नया सीआईसी इलेक्ट्रॉनिक्स अधिक जटिल रोवर्स को चरम स्थितियों में परिचालन जारी रखने की अनुमति देगा।
शुक्र से परे, यह नई तकनीक गैस के दिग्गजों - यानी बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून के भीतर खोज करने में सक्षम जांच के नए वर्गों को भी जन्म दे सकती है - जहां अतीत में तापमान और दबाव की स्थिति निषेधात्मक रही है। लेकिन एक जांच जो एक कठोर खोल और SiC इलेक्ट्रॉनिक सर्किट पर निर्भर करती है, इन ग्रहों के आंतरिक भाग में बहुत अच्छी तरह से प्रवेश कर सकती है और उनके वायुमंडल और चुंबकीय क्षेत्रों के बारे में चौंकाने वाली नई चीजें प्रकट कर सकती है।
एआरईई मैकेनिकल कंप्यूटर से प्रेरित एक घड़ी की कल रोवर है। जेपीएल की एक टीम अध्ययन कर रही है कि इस तरह का रोवर शुक्र की सतह जैसे चरम वातावरण का पता कैसे लगा सकता है। श्रेय: NASA/JPL-कैल्टेक
इस नई तकनीक का उपयोग करके बुध की सतह रोवर्स और लैंडर्स के लिए भी सुलभ हो सकती है - यहां तक कि दिन के समय भी, जहां तापमान 700 K (427 °C; 800 °F) के उच्च स्तर तक पहुंच जाता है। यहाँ पृथ्वी पर, बहुत सारे चरम वातावरण हैं जिन्हें अब SiC सर्किट की मदद से खोजा जा सकता है। उदाहरण के लिए, SiC इलेक्ट्रॉनिक्स से लैस ड्रोन गहरे समुद्र में तेल की ड्रिलिंग की निगरानी कर सकते हैं या पृथ्वी के आंतरिक भाग में गहराई से खोज कर सकते हैं।
वैमानिकी इंजन और औद्योगिक प्रोसेसर से जुड़े व्यावसायिक अनुप्रयोग भी हैं, जहाँ अत्यधिक गर्मी या दबाव ने पारंपरिक रूप से इलेक्ट्रॉनिक निगरानी को असंभव बना दिया है। अब ऐसी प्रणालियों को 'स्मार्ट' बनाया जा सकता है, जहां वे ऑपरेटरों या मानव निरीक्षण पर निर्भर होने के बजाय खुद की निगरानी करने में सक्षम हैं।
चरम सर्किट और (किसी दिन) चरम सामग्री के साथ, किसी भी पर्यावरण के बारे में पता लगाया जा सकता है। शायद एक तारे का इंटीरियर भी!
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