Этот силиконовый материал может помочь нам исследовать Европу и ее ледяные океаны

Компьютерные новости и новости технологий на Game-Zoom

Космос не щадит электронику, но новый композитный материал из кремния и германия можно использовать для изготовления электронных плат, способных выдерживать экстремальные условия на Европе, одном из спутников Юпитера, который является главным кандидатом на открытие жизни на Земле. Наша Солнечная система. В прошлом ученые познали электронные ужасы космоса на собственном горьком опыте. Одной из самых известных неудач стал космический аппарат «Фобос-Грунт», который должен был доставить образцы реголита с марсианской луны. В назначенный день запуска в ноябре 2011 года двигатели не сработали, и он потерпел крушение на Земле, проведя несколько недель в попытках пройти мимо земной орбиты.

Когда отчет об отказе Фобос-Грунт был наконец опубликован, выяснилось, что авария произошла из-за плохо спроектированной электроники, которая не подходила для космических условий. Неразбериха послужила дорогим уроком, показав, что космическая электроника должна быть долговечной. Такие меры, как герметизация, изолирующие подложки, предпочтение статической оперативной памяти и внешнее экранирование, с тех пор стали частью стандартной философии проектирования. Но весь космос не является однородно суровым, такие как Европа и 55 Cancri e доводят его до крайности. Несмотря на огромный научный интерес, Европа слишком сурова для того, чтобы исследовательский вездеход мог приземлиться и выполнить свою работу.

При температуре поверхности до -220 градусов по Цельсию и высоком уровне радиации в атмосфере марсоходу потребуется особая схема, чтобы выжить в суровых условиях Европы, прежде чем ученые смогут даже начать думать об исследовании ее подповерхностного океана. Эксперты Технологического института Джорджии обнаружили, что биполярные транзисторы, изготовленные из кремний-германиевого композитного материала (SiGe HBT), вполне могут выдержать такие экстремальные условия. В рамках поддерживаемой НАСА концепции технологии обнаружения жизни в океанских мирах (COLDTech) команда работает над электроникой, которая будет работать в сложных погодных условиях Европы.

Озноб и радиация Европы встречают свое соответствие

Предоставлено: NASA/JPL-Caltech/Институт SETI.

Ключевым преимуществом этого нового субстрата является то, что он может поддерживать максимальную производительность даже при бомбардировке чрезвычайно высокими уровнями радиации. На самом деле, с понижением температуры полезные свойства только усиливаются, что звучит специально для Европы. Во время испытаний изготовленные на заказ транзисторы подвергались воздействию радиации до пяти миллионов рад при температуре ниже -100 градусов по Цельсию. Для справки, уровни радиации выше 200 рад считаются опасными для людей с серьезными рисками для здоровья, связанными с облучением.

Даже при таких экстремальных условиях окружающей среды транзисторы Si-Ge показали обнадеживающие результаты. В рамках своей текущей работы с кремниево-германиевыми транзисторами команда утверждает, что создала «гораздо более быстрый транзистор, сохраняя при этом экономию за счет масштаба и низкую стоимость традиционных кремниевых транзисторов». Короче говоря, сплав Si-Ge — это двойной удар многообещающих космических достижений, которые помогут исследовать Европу в ближайшем будущем. Теперь команда надеется сделать практические схемы, такие как микроконтроллеры и радиоприемники, из сплава Si-Ge, которые в конечном итоге могут быть использованы на Европе.

Далее: НАСА охотится за жизнью — SpaceX заключает контракт с Европой на 178 миллионов долларов

Последнее обновление 05.10.2022