Cuaca di Venus seperti sesuatu yang keluar dari Dante Neraka. Suhu permukaan rata-rata - 737 K (462 ° C; 864 ° F) - cukup panas untuk melelehkan timbal dan tekanan atmosfer adalah 92 kali lipat dari permukaan bumi di permukaan laut (9,2 MPa). Untuk alasan ini, sangat sedikit misi robot yang pernah sampai ke permukaan Venus, dan misi yang tidak bertahan lama - mulai dari sekitar 20 menit hingga hanya lebih dari dua jam.
Karenanya mengapa NASA, dengan pandangan ke misi di masa depan, mencari untuk membuat misi robotik dan komponen yang dapat bertahan di dalam atmosfer Venus untuk jangka waktu yang lama. Ini termasuk elektronik generasi berikutnya yang baru-baru ini diperkenalkan oleh peneliti dari NASA Glenn Research Center (GRC). Elektronik ini akan memungkinkan pendarat menjelajahi permukaan Venus selama berminggu-minggu, berbulan-bulan, atau bahkan bertahun-tahun.
Di masa lalu, pendarat yang dikembangkan oleh Soviet dan NASA untuk menjelajahi Venus - sebagai bagian dari Venera dan Pelaut program, masing-masing - bergantung pada elektronik standar, yang didasarkan pada semikonduktor silikon. Ini sama sekali tidak mampu beroperasi dalam kondisi suhu dan tekanan yang ada di permukaan Venus, dan karena itu diperlukan bahwa mereka memiliki selubung pelindung dan sistem pendingin.
Secara alami, hanya masalah waktu sebelum perlindungan ini gagal dan probe berhenti ditransmisikan. Rekor itu diraih oleh Soviet dengan mereka Venera 13 Probe, yang ditransmisikan selama 127 menit antara keturunan dan pendaratan. Ke depan, NASA dan badan antariksa lainnya ingin mengembangkan penyelidikan yang dapat mengumpulkan sebanyak mungkin informasi tentang atmosfer, permukaan, dan sejarah geologi Venus sebelum waktu habis.
Untuk melakukan ini, tim dari GRC NASA telah bekerja untuk mengembangkan elektronik yang mengandalkan semikonduktor silcon carbide (SiC), yang akan mampu beroperasi pada atau di atas suhu Venus. Baru-baru ini, tim melakukan demonstrasi dengan menggunakan mikrosirkuit berbasis SiC kompleks pertama di dunia, yang terdiri dari puluhan atau lebih transistor dalam bentuk sirkuit logika digital inti dan amplifier operasi analog.
Sirkuit ini, yang akan digunakan di seluruh sistem elektronik dari misi masa depan, mampu beroperasi hingga 4000 jam pada suhu 500 ° C (932 ° F) - secara efektif menunjukkan bahwa mereka dapat bertahan hidup dalam kondisi seperti Venus untuk waktu yang lama. titik. Tes ini dilakukan di Glenn Extreme Environments Rig (GEER), yang mensimulasikan kondisi permukaan Venus, termasuk suhu ekstrem dan tekanan tinggi.
Kembali pada bulan April 2016, tim GRC menguji osilator cincin SiC 12-transistor menggunakan GEER untuk periode 521 jam (21,7 hari). Selama pengujian, mereka mengangkat sirkuit yang terkena suhu hingga 460 ° C (860 ° F), tekanan atmosfer 9,3 MPa dan tingkat superkritis CO² (dan gas jejak lainnya). Sepanjang seluruh proses, osilator SiC menunjukkan stabilitas yang baik dan tetap berfungsi.
Tes ini berakhir setelah 21 hari karena alasan penjadwalan, dan bisa berlangsung lebih lama. Namun demikian, durasinya merupakan rekor dunia yang signifikan, menjadi urutan besarnya lebih lama daripada demonstrasi atau misi lain yang telah dilakukan. Tes serupa telah menunjukkan bahwa sirkuit osilator cincin dapat bertahan selama ribuan jam pada suhu 500 ° C (932 ° F) dalam kondisi lingkungan Bumi-udara.
Elektronik semacam itu merupakan perubahan besar bagi NASA dan eksplorasi ruang angkasa, dan akan memungkinkan misi yang sebelumnya tidak mungkin. Arah Misi Sains (SMD) NASA berencana untuk menggabungkan elektronik SiC pada Life System Explorer (LLISSE) Seumur Hidup Lama. Sebuah prototipe saat ini sedang dikembangkan untuk konsep berbiaya rendah ini, yang akan memberikan tindakan ilmiah dasar, tetapi sangat berharga dari permukaan Venus selama berbulan-bulan atau lebih.
Rencana lain untuk membangun penjelajah Venus yang selamat termasuk Automaton Rover for Extreme Environments (AREE), konsep "steampunk rover" yang mengandalkan komponen analog daripada sistem elektronik yang rumit. Sementara konsep ini berusaha untuk menghilangkan elektronik sepenuhnya untuk memastikan misi Venus dapat beroperasi tanpa batas waktu, elektronik SiC baru akan memungkinkan penjelajah yang lebih kompleks untuk terus beroperasi dalam kondisi ekstrem.
Di luar Venus, teknologi baru ini juga dapat mengarah pada kelas baru dari probe yang mampu menjelajah di dalam raksasa gas - yaitu Jupiter, Saturnus, Uranus, dan Neptunus - di mana kondisi suhu dan tekanan telah menjadi penghalang di masa lalu. Tetapi sebuah penyelidikan yang mengandalkan cangkang keras dan sirkuit elektronik SiC dapat menembus dengan sangat baik ke bagian dalam planet-planet ini dan mengungkapkan hal-hal baru yang mengejutkan tentang atmosfer dan medan magnetnya.
Permukaan Merkurius juga dapat diakses oleh penjelajah dan pendarat menggunakan teknologi baru ini - bahkan di siang hari, di mana suhu mencapai tinggi 700 K (427 ° C; 800 ° F). Di Bumi, ada banyak lingkungan ekstrem yang sekarang dapat dieksplorasi dengan bantuan sirkuit SiC. Misalnya, drone yang dilengkapi dengan elektronik SiC dapat memantau pengeboran minyak di laut dalam atau menjelajahi jauh ke dalam interior bumi.
Ada juga aplikasi komersial yang melibatkan mesin aeronautika dan prosesor industri, di mana panas atau tekanan ekstrem secara tradisional membuat pemantauan elektronik menjadi mustahil. Sekarang sistem seperti itu bisa dibuat "pintar", di mana mereka mampu memantau diri mereka sendiri daripada mengandalkan operator atau pengawasan manusia.
Dengan sirkuit ekstrem dan (suatu hari) bahan ekstrem, hampir semua lingkungan dapat dieksplorasi. Mungkin bahkan interior bintang!
