वीनस पर मौसम डांटे से बाहर की तरह है इन्फर्नो। औसत सतह का तापमान - 737 K (462 ° C; 864 ° F) - सीसा पिघलने के लिए पर्याप्त गर्म है और वायुमंडलीय दबाव पृथ्वी के समुद्र स्तर (9.2 MPa) पर 92 गुना है। इस कारण से, बहुत कम रोबोट मिशनों ने कभी इसे वीनस की सतह पर बनाया है, और जो लंबे समय तक नहीं चले हैं - लगभग 20 मिनट से लेकर सिर्फ दो घंटे तक।
इसलिए नासा भविष्य के मिशन के लिए एक आंख के साथ, रोबोट मिशन और घटकों का निर्माण करना चाहता है जो लंबे समय तक शुक्र के वातावरण के अंदर जीवित रह सकते हैं। इनमें अगली पीढ़ी के इलेक्ट्रॉनिक्स शामिल हैं जिनका नासा ग्लेन रिसर्च सेंटर (जीआरसी) के शोधकर्ताओं ने हाल ही में अनावरण किया है। ये इलेक्ट्रॉनिक्स एक लैंडर को हफ्तों, महीनों या वर्षों तक शुक्र की सतह का पता लगाने की अनुमति देंगे।
अतीत में, शुक्र के पता लगाने के लिए सोवियत और नासा द्वारा विकसित लैंडर्स - के भाग के रूप में Venera तथा नाविक कार्यक्रम, क्रमशः - मानक इलेक्ट्रॉनिक्स पर निर्भर थे, जो सिलिकॉन अर्धचालकों पर आधारित थे। ये बस शुक्र की सतह पर मौजूद तापमान और दबाव की स्थितियों में काम करने में सक्षम नहीं हैं, और इसलिए आवश्यक है कि उनके पास सुरक्षात्मक आवरण और शीतलन प्रणाली हो।
स्वाभाविक रूप से, इन सुरक्षा के विफल होने से पहले यह केवल समय की बात थी और जांच बंद हो गई। उनके साथ यह रिकॉर्ड सोवियत संघ ने हासिल किया था वेनेरा १३ जांच, जो अपने वंश और लैंडिंग के बीच 127 मिनट के लिए संचारित हुई। आगे देखते हुए, नासा और अन्य अंतरिक्ष एजेंसियां ऐसे प्रोब विकसित करना चाहती हैं, जो वेन्यू के वातावरण, सतह और भूवैज्ञानिक इतिहास पर अधिक से अधिक जानकारी एकत्र कर सकते हैं।
ऐसा करने के लिए, NASA की GRC की एक टीम ने इलेक्ट्रॉनिक्स को विकसित करने के लिए काम किया है जो सिल्कन कार्बाइड (SiC) अर्धचालकों पर निर्भर करता है, जो कि वीनस के तापमान पर या उससे ऊपर संचालन करने में सक्षम होगा। हाल ही में, टीम ने दुनिया के पहले मध्यम-जटिल SiC- आधारित माइक्रो-सर्किट का उपयोग करते हुए एक प्रदर्शन किया, जिसमें कोर डिजिटल लॉजिक सर्किट और एनालॉग ऑपरेशन एम्पलीफायरों के रूप में दसियों या अधिक ट्रांजिस्टर शामिल थे।
ये सर्किट, जिन्हें भविष्य के मिशन के इलेक्ट्रॉनिक सिस्टम में इस्तेमाल किया जाएगा, 500 ° C (932 ° F) के तापमान पर 4000 घंटे तक काम करने में सक्षम थे - प्रभावी रूप से प्रदर्शित किया गया था कि वे लंबे समय तक शुक्र जैसी स्थितियों में जीवित रह सकते हैं। अवधि। ये परीक्षण ग्लेन एक्सट्रीम एनवायरनमेंट रिग (GEER) में हुए थे, जिसमें अत्यधिक तापमान और उच्च दबाव दोनों सहित शुक्र की सतह की स्थिति का अनुकरण किया गया था।
2016 के अप्रैल में वापस, जीआरसी टीम ने 521 घंटे (21.7 दिन) की अवधि के लिए GEER का उपयोग करके एक SiC 12-ट्रांजिस्टर रिंग ऑसिलेटर का परीक्षण किया। परीक्षण के दौरान, उन्होंने उठाया कि वे 460 ° C (860 ° F) तक के तापमान, 9.3 MPa के वायुमंडलीय दबाव और CO² (और अन्य ट्रेस गैसों) के सुपरक्रिटिकल स्तर के तापमान के अधीन हैं। संपूर्ण प्रक्रिया के दौरान, SiC ऑसिलेटर ने अच्छी स्थिरता दिखाई और कार्य करता रहा।
शेड्यूलिंग कारणों से यह परीक्षण 21 दिनों के बाद समाप्त हो गया था, और बहुत अधिक समय तक चल सकता था। फिर भी, अवधि एक महत्वपूर्ण विश्व रिकॉर्ड का गठन किया गया है, जो किसी भी अन्य प्रदर्शन या मिशन की तुलना में अधिक समय तक परिमाण का आदेश दिया गया है। इसी तरह के परीक्षणों से पता चला है कि रिंग-ऑसिलेटर सर्किट पृथ्वी-वायु परिवेश की स्थितियों में 500 ° C (932 ° F) के तापमान पर हजारों घंटे तक जीवित रह सकते हैं।
ऐसे इलेक्ट्रॉनिक्स नासा और अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए एक बड़ी पारी का गठन करते हैं, और उन मिशनों को सक्षम करेंगे जो पहले असंभव थे। नासा के साइंस मिशन डायरेक्शन (SMD) ने अपने लॉन्ग-लाइफ इन-सीटू सोलर सिस्टम एक्सप्लोरर (LLISSE) पर SiC इलेक्ट्रॉनिक्स को शामिल करने की योजना बनाई है। वर्तमान में इस कम लागत वाली अवधारणा के लिए 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 चरम वातावरण के लिए ऑटोमेटन रोवर (एईई), एक "स्टीमपंक रोवर" अवधारणा शामिल है जो जटिल इलेक्ट्रॉनिक प्रणालियों के बजाय एनालॉग घटकों पर निर्भर करती है। जबकि यह अवधारणा इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ पूरी तरह से दूर रखने का प्रयास करती है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि शुक्र मिशन अनिश्चित काल तक काम कर सकता है, नए SiC इलेक्ट्रॉनिक्स अधिक जटिल रोवर्स को चरम स्थितियों में संचालन जारी रखने की अनुमति देगा।
शुक्र से परे, इस नई तकनीक से गैस के दिग्गजों यानी बृहस्पति, शनि, यूरेनस और नेपच्यून के भीतर जांच करने में सक्षम जांच की नई कक्षाएं भी चल सकती हैं - 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 हिस्से में बहुत अच्छी तरह से प्रवेश कर सकती है और उनके वायुमंडल और चुंबकीय क्षेत्रों के बारे में नई बातें बताती है।
इस नई तकनीक का उपयोग करके बुध की सतह भी रोवर्स और लैंडर्स के लिए सुलभ हो सकती है - यहां तक कि दिन-भी, जहां तापमान 700 K (427 ° C, 800 ° F) तक पहुंच जाता है। यहां 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 इंटीरियर में गहराई से देख सकते हैं।
एरोनॉटिकल इंजन और औद्योगिक प्रोसेसर से जुड़े व्यावसायिक अनुप्रयोग भी हैं, जहां अत्यधिक गर्मी या दबाव परंपरागत रूप से इलेक्ट्रॉनिक निगरानी को असंभव बनाते हैं। अब ऐसी प्रणालियों को "स्मार्ट" बनाया जा सकता है, जहां वे ऑपरेटरों या मानव निरीक्षण पर भरोसा करने के बजाय खुद की निगरानी करने में सक्षम हैं।
चरम सर्किट और (किसी दिन) चरम सामग्री के साथ, बस किसी भी पर्यावरण के बारे में पता लगाया जा सकता है। शायद किसी सितारे का इंटीरियर भी!
