Венера остаётся одним из самых сложных мест для исследований на поверхности планеты, поскольку там экстремальные условия окружающей среды: температура около 460 °C, давление до 92 атмосфер и агрессивная атмосфера с соединениями серы. Эти факторы приводят к быстрому разрушению традиционных посадочных аппаратов — советские миссии «Венера» работали лишь часы и то благодаря тяжёлым тепловым экранам и активной защите. Такой подход надо менять.
Итоги 2025 года: почему память стала роскошью и что будет дальше
Обзор игрового 4K IPS-монитора Gigabyte M27UP: разнообразия ради
Обзор телевизора Sber SDX-43U4169
Обзор игрового QD-OLED WQHD-монитора Gigabyte AORUS FO27Q5P: на пределе возможностей
Итоги 2025-го: ИИ-лихорадка, рыночные войны, конец эпохи Windows 10 и ещё 12 главных событий года
Обзор ноутбука TECNO MEGABOOK S14 (S14MM): OLED с HDR как новая норма
Для реализации долгосрочных — на дни и недели — научных миссий непосредственно на поверхности NASA требуется принципиально новая электроника и датчики, способные функционировать как есть при 460–600 °C без систем охлаждения и массивной теплоизоляции.
Обычная кремниевая электроника непригодна в таких условиях: узкая запрещённая зона (около 1,1 эВ) приводит к экспоненциальному росту токов утечки, происходит деградация полупроводниковых переходов, возникает нестабильность характеристик и физическое разрушение соединений (течёт припой, окисляются алюминиевые контакты, разлагаются полимеры и прочее). Поэтому ключевым решением станет переход на широкозонные полупроводники (прежде всего карбид кремния, SiC) в сочетании с высокотемпературными структурными керамическими материалами — такими как оксид алюминия (Al₂O₃), нитрид алюминия (AlN) и другие.
Эти материалы обеспечат термическую, химическую и механическую стабильность, а также согласованность коэффициентов теплового расширения. Равномерное расширение всех компонентов электронного узла также крайне важно. В противном случае возникнут трещины, сколы и надломы, если при нагреве отдельные элементы начнут увеличиваться в размерах быстрее и сильнее остальных.
Индустрия уже работает над новым классом керамической электроники и датчиков. Новый класс керамических сенсоров включает пьезорезистивные элементы на SiC для измерения давления, платиновые резистивные элементы в керамической матрице для измерения температуры и металлооксидные керамические структуры для анализа атмосферы. Поскольку массивное экранирование не потребуется, устойчивые к агрессивной среде датчики можно будет располагать ближе к точкам измерения, что повысит точность собираемых данных, а также упростит всю систему.
Успех подобных разработок не только открывает путь к новой эре венерианских миссий — длительному прямому изучению поверхности, — но и раскрывает значительный потенциал для применения на Земле: в геотермальном бурении, авиадвигателестроении, ядерной энергетике и высокотемпературных промышленных процессах, где электроника сможет работать внутри горячих зон без сложных систем охлаждения. И это будет не менее захватывающая история, чем изучение Венеры.
Добавить комментарий