p Os futuros esforços de exploração planetária da NASA, incluindo missões a Vênus, requerem eletrônicos capazes de sobreviver a temperaturas de 470 ° C e acima por longos períodos. Essa eletrônica durável elimina a necessidade de sistemas de resfriamento para permitir operações sustentadas. Operação anterior de eletrônicos nas condições da superfície de Vênus (por exemplo, em missões a Vênus) foi limitada a algumas horas em um recinto protegido de pressão / temperatura, devido ao ambiente extremo. p A eletrônica padrão usada comercialmente e para exploração planetária é baseada em semicondutores de silício, que não operam nas temperaturas de Vênus. Uma equipe do NASA Glenn Research Center (GRC) tem trabalhado para desenvolver eletrônicos de alta temperatura baseados em semicondutores de carboneto de silício (SiC) que podem operar em temperaturas de Vênus e acima. Recentemente, a equipe demonstrou que uma variedade dos primeiros microcircuitos baseados em SiC moderadamente complexos do mundo (dezenas ou mais de transistores) podiam suportar até 4.000 horas de operação a 500 ° C. Essas demonstrações incluíram circuitos centrais, como circuitos lógicos digitais e amplificadores operacionais analógicos que são usados ​​em todos os sistemas eletrônicos.

p O teste de dois desses circuitos ocorreu no Glenn Extreme Environments Rig (GEER), que simula as condições da superfície de Vênus, incluindo alta temperatura e pressão. Em abril de 2016, a equipe demonstrou um oscilador de anel de 12 transistores de alta temperatura SiC nas condições de superfície de Vênus (460 ° C, Pressão de 93 atm, CO² supercrítico e gases traço) no GEER por 21,7 dias (521 horas) com boa estabilidade durante todo o teste. Esta demonstração de superfície de Vênus de eletrônica moderadamente complexa é um recorde mundial significativo - ordens de magnitude em duração além de qualquer outra demonstração de eletrônica de condição de superfície de Vênus. O teste em condições de Vênus foi encerrado após 21 dias por razões de agendamento; circuitos osciladores de anel semelhantes mostraram milhares de horas de operação a 500 ° C em condições de forno ambiente com ar da Terra.

p Esses avanços são uma mudança de paradigma que permite amplamente a exploração de novas ciências, especialmente para a superfície de Vênus. A SMD iniciou um projeto no FY17 - o Explorador do Sistema Solar In-situ Long-Life (LLISSE) - que incorporará esses novos componentes eletrônicos SiC. LLISSE está desenvolvendo um protótipo funcional de uma sonda científica de baixo custo capaz de fornecer, mas de alto valor, medições científicas da superfície de Vênus continuamente por meses ou mais. Tal investigação não era viável anteriormente, e vai revolucionar nossa compreensão da superfície de Vênus. Esta nova tecnologia também impacta o desenvolvimento potencial de sondas explorando os gigantes gasosos (Júpiter, Saturno, Urano e Netuno) ou a superfície de Mercúrio. A eletrônica baseada em SiC também pode permitir que um motor aeronáutico inteligente monitore e responda ao seu próprio estado de saúde, e pode ser usado em uma variedade de aplicações comerciais, como perfuração profunda de poços de petróleo ou processamento industrial.

p Em agosto de 2016, a equipe concluiu a fabricação de wafers de circuito integrado de temperatura extrema de "próxima geração" com circuitos digitais e analógicos significativamente mais complexos (mais de 100 transistores). Em outubro, a equipe iniciou testes prolongados de 500 ° C (atmosfera terra-ar) de circuitos integrados de "próxima geração" com mais de 100 transistores. Os planos incluem a produção de componentes eletrônicos de SiC de alta temperatura cada vez mais complexos para atender às necessidades do projeto LLISSE e outras aplicações. A NASA usará uma abordagem de "design e construção" para aumentar as capacidades dos componentes eletrônicos básicos, enquanto fornece novos tipos de circuito conforme necessário para aplicações específicas.