Una nueva electrónica superresistente para misiones en la superficie de Venus.

Uno de los inconvenientes de enviar misiones a la superficie de Venus, son las condiciones extremas y hostiles que ofrece el planeta a cualquier ingenio humano que pretenda desvelar sus secretos.  Venus orbita un 28 por ciento más cercano al Sol que la Tierra, Por lo que las naves que viajan hacia Venus deben recorrer más de 41 millones de kilómetros adentrándose en la atracción gravitatoria de nuestra estrella aumentando la velocidad de la nave. Esto se traduce en tener que preparar una trayectoria de precisión casi quirúrgica para evitar que pasen de largo (como el caso de la sonda espacial soviética Venera 1). Cuando conseguimos penetrar en su atmósfera, nos encontramos con presiones atmosféricas en su superficie es 90 veces superior a la terrestre, eso lo convierte en la mayor presión atmosférica de las de todos los planetas rocosos del sistema solar (Venera 5 y Venera 6 se colapsaron por la alta presión a 18 kilómetros sobre la superficie), y una temperatura de unos 464 °C. (también el planeta más caliente del sistema solar). Sus vientos que pueden alcanzar los 350 km/h en la parte superior de sus nubes, compuestas  principalmente por gotas de dióxido de azufre y ácido sulfúrico, todos productos químicos extremadamente peligrosos que cubren el planeta por completo.

Todo lo que hemos expuesto aquí de forma muy genérica, hace del planeta hermano de la Tierra un lugar muy complicado para permanecer de forma segura mucho tiempo.

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La superficie de Venus vista por la Venera 9 en 1975 (en Beta Regio). También fue la primera fotografía tomada por un artefacto humano desde la superficie de otro planeta. Imagen restaurada y procesada por Ted Stryk.

Un ejemplo de dureza extrema de condiciones.

Estas son las sondas que consiguieron sobrevivir al descenso y permanecer operativas en la superficie venusiana durante un periodo de tiempo, que finalmente acabaron sucumbiendo al infierno de Venus, aplastadas por las condiciones atmosféricas y sus temperaturas capaces de fundir el plomo:

Venera 4: 100 minutos, Venera 7: 53 minutos, Venera 8: 11 segundos, Venera 9 y 10: 53 minutos, Venera 11: 95 minutos, Venera 12: 110 minutos, Venera 13 y 14: 127 minutos, PionerVenus/Day probe:  45 minutos, y Vega 2: 56 minutos.

Obviamente esto hace pensárselo dos veces a las agencias espaciales antes de embarcarse en presupuestos millonarios para enviar una misión a la superficie de venus. Pero esto ahora puede dar un giro. Un equipo de científicos en el Centro de Investigación Glenn de la NASA, completó recientemente una demostración de tecnología que podría permitir nuevas misiones científicas a la superficie de Venus. El equipo demostró la primera operación prolongada de la electrónica en las duras condiciones exhibidas por Venus.

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Circuito integrado antes (arriba) y después (debajo) de la prueba en condiciones atmosféricas de Venus. Crédito: NASA

La tecnología en las sondas posadas en Venus, sólo pueden operar en la superficie del planeta durante unas horas debido a las condiciones atmosféricas extremas. Como la electrónica comercial no funciona en ese ambiente, iban protegidos por vasos térmicos y resistentes a la presión. Estas sondas sólo duran unas horas, y añaden una masa sustancial y gastos a una misión.

Para superar estos desafíos, el equipo de Glenn desarrolló e implementó circuitos integrados extremadamente duraderos de semiconductores de carburo de silicio. A continuación, probaron eléctricamente dos de estos circuitos integrados en el sistema de medio ambiente Glenn Extreme (GEER), que puede simular con precisión las condiciones esperadas en la superficie de Venus. Los circuitos resistieron la temperatura superficial de Venus y las condiciones atmosféricas durante 521 horas, operando más de 100 veces más de lo demostrado previamente la electrónica de una misión a Venus.

Estos nuevos circuitos estuvieron expuestos directamente, sin enfriamiento y sin empaques de chips de protección, a una reproducción física y química de alta fidelidad de la atmósfera superficial de Venus, y funcionan aún después de finalizar la prueba. (Originalmente, estos fueron diseñados  para operar en regiones calientes de motores de aviones).

En estas pruebas, también se han expuesto todo tipo de metales, cerámica, alambres, cableado…  todo para ver qué dura, y qué se disuelve en polvo.

 

Cámara (de 800 litros) de pruebas GEER. Este “horno” necesita dos días y medio para calentar y cinco días para enfriarse.

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Como se puede observar en la imagen de la izquierda, los resultados en la exposición de la cámara son de anuncio de televisión.

Futuras misiones.

Japón es actualmente el único pais con una nave espacial alrededor de Venus, llamada Akatsuki,  y es un orbitador.

De momento, en el horizonte de las misiones a Venus, solo aparecen tres, las cuales podrían aplicar esta tecnología para preparar sus naves al infierno venusiano, estas son, por parte de NASA: VISE (Venus In Situ Explorer) pendiente de aprobación. Venera-D, una misión conjunta de Roscosmos y la NASA , y un prototipo, de una futura sonda, perteneciente a la CASC (China Aerospace Science and Technology Corporation), principal contratista para el programa espacial chino. Una masa total de 2,35 toneladas, que incluiría una pequeña sonda atmosférica, y una antena de apertura sintética para cartografiar la superficie.

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Fuentes:

http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4973429

http://www.businessinsider.com/venus-deadly-surface-conditions-2016-12

https://phys.org/news/2017-02-nasa-electronics-longer-venus-surface.html

https://es.wikipedia.org/wiki/Venus_(planeta)

https://es.wikipedia.org/wiki/Exploraci%C3%B3n_de_Venus

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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