Cuaca di Venus seperti di luar Dante Inferno. Suhu permukaan rata-rata - 737 K (462 ° C; 864 ° F) - cukup panas untuk mencairkan plumbum dan tekanan atmosfera adalah 92 kali daripada permukaan bumi di permukaan laut (9.2 MPa). Atas sebab ini, sangat sedikit misi robot yang berjaya sampai ke permukaan Venus, dan misi yang tidak bertahan lama - bermula dari sekitar 20 minit hingga lebih dari dua jam.
Oleh itu mengapa NASA, dengan memperhatikan misi masa depan, ingin membuat misi robotik dan komponen yang dapat bertahan di dalam atmosfer Venus untuk jangka masa yang lama. Ini termasuk elektronik generasi seterusnya yang baru-baru ini dilancarkan oleh penyelidik NASA Glenn Research Center (GRC). Elektronik ini akan membolehkan pendarat meneroka permukaan Venus selama berminggu-minggu, bulan, atau bahkan bertahun-tahun.
Pada masa lalu, pendaratan yang dikembangkan oleh Soviet dan NASA untuk menjelajah Venus - sebagai sebahagian daripada Venera dan Pelaut program masing-masing - bergantung pada elektronik standard, yang berdasarkan pada semikonduktor silikon. Ini hanya tidak dapat beroperasi dalam keadaan suhu dan tekanan yang ada di permukaan Venus, dan oleh itu memerlukan mereka mempunyai selongsong pelindung dan sistem penyejukan.
Sememangnya, hanya seketika sebelum perlindungan ini gagal dan siasatan berhenti dihantar. Rekod itu dicapai oleh Soviet dengan mereka Venera 13 probe, yang dihantar selama 127 minit antara keturunan dan pendaratannya. Ke depan, NASA dan agensi angkasa lain ingin mengembangkan penyelidikan yang dapat mengumpulkan sebanyak mungkin maklumat mengenai suasana, permukaan, dan sejarah geologi Venus sebelum mereka habis.
Untuk melakukan ini, satu pasukan dari GRC NASA telah berusaha untuk mengembangkan elektronik yang bergantung pada semikonduktor silcon carbide (SiC), yang akan dapat beroperasi pada atau di atas suhu Venus. Baru-baru ini, pasukan melakukan demonstrasi menggunakan litar mikro berasaskan SiC sederhana pertama di dunia, yang terdiri daripada puluhan atau lebih transistor dalam bentuk litar logik digital teras dan penguat operasi analog.
Litar ini, yang akan digunakan di seluruh sistem elektronik misi masa depan, dapat beroperasi hingga 4000 jam pada suhu 500 ° C (932 ° F) - secara efektif menunjukkan bahawa mereka dapat bertahan dalam keadaan seperti Venus untuk jangka masa yang lama tempoh. Ujian ini dilakukan di Glenn Extreme Environments Rig (GEER), yang mensimulasikan keadaan permukaan Venus, termasuk suhu dan tekanan tinggi.
Kembali pada bulan April 2016, pasukan GRC menguji pengayun cincin 12-transistor SiC menggunakan GEER untuk jangka masa 521 jam (21.7 hari). Semasa ujian, mereka menaikkan litar tersebut pada suhu hingga 460 ° C (860 ° F), tekanan atmosfera 9.3 MPa dan tahap CO superkritik (dan gas jejak lain). Sepanjang keseluruhan proses, pengayun SiC menunjukkan kestabilan yang baik dan terus berfungsi.
Ujian ini berakhir setelah 21 hari kerana alasan penjadualan, dan boleh berlangsung lebih lama. Walaupun begitu, jangka masa tersebut merupakan catatan dunia yang signifikan, yang merupakan pesanan yang lebih besar daripada demonstrasi atau misi lain yang telah dilakukan. Ujian serupa menunjukkan bahawa litar pengayun cincin dapat bertahan selama ribuan jam pada suhu 500 ° C (932 ° F) dalam keadaan persekitaran Bumi-udara.
Elektronik seperti itu merupakan pergeseran besar untuk NASA dan penerokaan ruang angkasa, dan akan memungkinkan misi yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan. NASA's Science Mission Direction (SMD) merancang untuk menggabungkan elektronik SiC pada Penjelajah Sistem Suria In-situ Long-Life (LLISSE) mereka. Prototaip kini sedang dikembangkan untuk konsep kos rendah ini, yang akan memberikan langkah saintifik asas tetapi sangat berharga dari permukaan Venus selama berbulan-bulan atau lebih lama.
Rancangan lain untuk membina penjelajah Venus yang dapat bertahan hidup termasuk Automaton Rover for Extreme Environments (AREE), konsep "steampunk rover" yang bergantung pada komponen analog dan bukannya sistem elektronik yang kompleks. Walaupun konsep ini bertujuan untuk menghilangkan elektronik sepenuhnya untuk memastikan misi Venus dapat beroperasi selama-lamanya, elektronik SiC baru akan membolehkan penumpang yang lebih kompleks untuk terus beroperasi dalam keadaan yang melampau.
Di luar Venus, teknologi baru ini juga dapat menyebabkan kelas probe baru yang dapat diterokai di dalam raksasa gas - seperti Musytari, Saturnus, Uranus dan Neptunus - di mana keadaan suhu dan tekanan telah dilarang pada masa lalu. Tetapi siasatan yang bergantung pada cangkang pengeras dan litar elektronik SiC dapat menembusi jauh ke dalam planet ini dan mendedahkan perkara baru yang mengejutkan mengenai atmosfera dan medan magnet mereka.
Permukaan Mercury juga dapat diakses oleh penumpang dan pendarat menggunakan teknologi baru ini - bahkan di siang hari, di mana suhu mencapai tinggi 700 K (427 ° C; 800 ° F). Di Bumi, terdapat banyak persekitaran ekstrem yang kini dapat dijelajahi dengan bantuan litar SiC. Sebagai contoh, drone yang dilengkapi dengan elektronik SiC dapat memantau penggerudian minyak laut dalam atau menjelajah jauh ke pedalaman Bumi.
Terdapat juga aplikasi komersial yang melibatkan enjin aeronautik dan pemproses industri, di mana haba atau tekanan yang melampau secara tradisional membuat pemantauan elektronik tidak mungkin dilakukan. Kini sistem seperti itu dapat dibuat "pintar", di mana mereka mampu memantau diri mereka sendiri daripada bergantung pada operator atau pengawasan manusia.
Dengan litar yang melampau dan (suatu hari) bahan yang melampau, hampir semua persekitaran dapat diterokai. Mungkin juga bahagian dalam bintang!
