High Temperature Electronics

[Paolo Ulivi]

Hallo everyone
is there anybody who can send me a scan of the article KA>:>B5=8:0 - :;NG : B09=0< 5=5@K? from the latest issue of NK?
thanks
Paolo

[Shin]

[Shin]

Only text:

---------------------

Высокотемпературная электроника - ключ к тайнам Венеры?

И.Черный. «Новости космонавтики»

11 сентября научные специалисты Исследовательского центра имени Гленна NASA сообщили об успешных испытаниях нового высокотемпературного радиоэлектронного чипа с увеличенным ресурсом. В прошлом кристаллы с интегральными микросхемами не могли выдерживать высокие температуры больше нескольких часов.
Новый чип на кристалле карбида кремния с дифференциальным усилителем, рассчитанный на функционирование в «горячих средах», непрерывно проработал более 1700 часов при температуре +500°С. Интегральная схема со столь длительным ресурсом рассчитана на экстремальные условия, например непосредственно вблизи горячего тракта авиационных газотурбинных двигателей или на поверхности планет типа Венеры. В настоящее время проект реализуется в рамках программы «Авиационная безопасность и фундаментальные исследования в аэронавтике» (Aviation Safety and Fundamental Aeronautics), осуществляемой Директоратом авиационных исследований NASA.
Работы по обеспечению необходимого температурного режима аппаратов, длительно работающих на поверхности Венеры, где температура окружающей среды составляет 450–500°С, ведутся и в России, в НПО имени С.А.Лавочкина, в рамках проекта «Венера-Д». Некоторые оптико-механические системы могут работать в таких жутких условиях, но температура окружающей среды сильно превышает максимальное рабочее значение, приемлемое для существующих электронных схем на основе кремния. Поэтому основным вопросом при проектировании долгоживущей венерианской станции в России считается не создание аппаратуры, способной работать при таких температурах, а выбор и разработка конструкции системы обеспечения теплового режима (СОТР) посадочного аппарата.
Спускаемые аппараты (СА) американской станции Pioneer Venus Multiprobe использовали пассивную СОТР на основе теплоизоляции, покрывающей герметичные емкости отсеков, наполненных инертным газом с малой теплопроводностью. Эти СА работали при спуске в атмосфере 9 декабря 1978 г., а один из них сумел достичь «живым» поверхности планеты, хотя по проекту не был на это рассчитан.
Американская фирма Malin Space Science Systems в свое время разработала проект долгоживущей венерианской станции, предназначенной для сейсмологических исследований на поверхности планеты с расчетным сроком существования около одного года. Проект под названием Venus Geophysical Network Pathfinder (VGNP) был предложен на конкурс малых АМС класса Discovery с запуском в июне 1999 г., однако был отклонен NASA из-за превышения общей стоимости.
СА отечественных станций серии «Венера», запущенных ранее, использовали как пассивные средства СОТР, так и активные (материал с изменяемым фазовым состоянием), что позволило работать не только при спуске в атмосфере, но и более двух часов на поверхности.
Для выполнения планируемых экспериментов по сейсмологии КА «Венера-Д» должен быть жизнеспособным в течение времени, которое по крайней мере на два-три порядка превышает уже достигнутое. Для этого необходима либо абсолютно пассивная конструкция СОТР, либо та, которая использует необратимый фазовый переход. Система охлаждения потребует значительных ресурсов, таких как энергопотребление и масса, и, кроме того, имеет низкую надежность.
Некоторые специалисты считают единственно возможным решением для температур до +500°С применение электроники на основе карбида кремния без охлаждения. Использование микросхем такого типа позволит существенно упростить СОТР долгоживущих аппаратов и снизить их массу.
Исследования по подобным приборам ведутся не только в США, но и в России, где существуют образцы необходимых диодов, транзисторов и т.п. Изготовление активных высокотемпературных датчиков температуры, давления, вибрации и т.д. с использованием SiC-транзисторов и пьезорезонаторов, например на ортофосфате галлия, также представляется выполнимым. Срок жизни подобной радиоэлектроники в естественных условиях поверхности Венеры может составить месяц и более.
Разработка станции «Венера-Д» для исследования Венеры ведется в НПО имени С.А.Лавочкина в соответствии с Федеральной космической программой на 2005–2015 гг. Запуск КА ракетой «Союз-2-1Б» намечался на 2015 г.
Проектная масса станции – в пределах 1.5 т, а масса СА (десантного модуля), оснащенного научной аппаратурой, составляет около 1 т. Перелетный аппарат (орбитальный модуль) планировалось создать на основе разгонного блока «Фрегат».
Однако, как стало недавно известно, российская миссия «Венера-Д» может быть совмещена с европейской программой исследования Венеры European Venus Explorer (EVE). Этот проект был представлен ЕКА и успешно прошел первый этап отбора. В задачи совместного российско-европейского проекта входит комплексное исследование атмосферы облаков и взаимодействия атмосферы с поверхностью. Собранные зондом данные помогут ученым больше узнать об эволюции Венеры и ее климата и сопоставить эти процессы с аналогичными процессами на Земле и на других планетах.
Совместный проект предполагает, что КА будет запущен в 2016–2018 гг. с помощью РН «Союз-ST» с европейского космодрома Куру во Французской Гвиане. В состав полезной нагрузки аппарата должны войти европейский орбитальный модуль, созданный на базе межпланетной станции Venus Express, новый российский посадочный аппарат, который, возможно, будет содержать долгоживущий элемент с научной аппаратурой. На КА предполагается установить небольшие зонды для исследований в атмосфере планеты.
Российская сторона также представила для проекта систему входа и спуска в атмосферу для СА и аэростата. Поскольку миссия будет совместной, на всех ее сегментах будет происходить обмен местами для размещения научной аппаратуры. В состав проекта также может быть включен японский низколетающий аэростат. В отличие от аналогичного европейского зонда, он будет работать в подоблачной зоне на высоте около 35 км, где атмосфера имеет высокую температуру и давление также весьма велико.
Для ЕКА участие в проекте, несомненно, принесет определенную и, кажется, немалую пользу. Ведь Европа, в отличие от СССР и США, никогда не «спускалась» на поверхность Венеры. Объединение усилий России и Европы в совместном проекте EVE позволит, как считают в Роскосмосе, провести одновременные исследования при помощи десантного модуля и аэростатического баллона, получить новые данные об атмосфере и поверхности, а также детально изучить облачный слой. Считается, что научные приборы нового поколения позволят достичь прорыва в понимании венерианской системы «поверхность-атмосфера» и лучше понять эволюцию планеты.
Кроме того, предполагается, что совместный проект Роскосмос – ЕКА позволит повысить уровень исследований при сокращении расходов сторон.
Российский вклад в программу EVE:
v равное участие в стоимости запуска («Союз-ST/Фрегат» с запуском из Куру);
v создание спускаемого аппарата;
v разработка и изготовление системы входа и торможения для аэростатного зонда (на коммерческой основе).
Европейские лаборатории участвуют в создании приборов СА, а российские организации – в создании приборов европейских аэростатного зонда и орбитального модуля.
А теперь – внимание! Согласно проекту, российский СА будет иметь полную массу при входе в атмосферу Венеры 170 кг и массу научной аппаратуры 25 кг. Время спуска в атмосфере около 65 мин, а время жизни на поверхности 15–30 мин. Вопрос: где же здесь долгоживущая станция? Вероятно, улетела с европейским или японским аэростатным зондом...
С точки зрения ряда экспертов, решение о слиянии двух программ – российской и европейской – иначе как странным назвать нельзя. Мало того, что сроки миссии сдвигаются «вправо» на 1–3 года, так еще и Россия от такого «сотрудничества» ничего не выигрывает в технологическом плане. Что может предложить нам Европа, не имеющая никакого реального опыта спусков автоматических КА в атмосфере Венеры и работы на ее поверхности? Ничего. К тому же сомнительно, что ЕКА поделится с Россией последними технологическими достижениями. Сокращение затрат? Но, позвольте, не так давно глава Роскосмоса А.Н.Перминов называл миссию «Венера-Д» «самым скромным вариантом». Неужели у России нет денег даже на реализацию «скромных» проектов? И это при многомиллиардных (в долларовом исчислении, конечно) нефтегазовых доходах? Что-то с трудом верится...
А вообще жаль «Венеру-Д», которая еще недавно была хоть и «скромной», но самостоятельной российской научной программой, одной из немногих, кстати. Но, похоже, космическая наука новой России ни к чему.

По материалам пресс-релиза NASA и сообщениям НПО имени С.А.Лавочкина, РИА «Новости», «Компьюленты», «Жукинформ»

[Salo]

Спасибо, Shin.
 :cry:  Венеру Д жалко!

[KrMolot]

ЕМНИП, в Белоруссии разрабатывалось нечто подобное. Но вот подробности уже вряд ли вспомню...

[Paolo Ulivi]

Thank you Shin!

[Salo]

Здесь http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/content/numbers/223/45.shtml

И здесь    http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=2384&start=0&postdays=0&postorder=asc&highlight=

[pkl]

Only text:

---------------------

Высокотемпературная электроника - ключ к тайнам Венеры?

Вообще ничего понять не могу... :? Экономия? Лоббирование?

Одно обнадёживает - решение, судя по всему, окончательно ещё не принято.

[pkl]

От прочитанного в прострации :shock:  :shock:  :shock:  :shock:
Так надеялся :cry:

[DYF]

От прочитанного в прострации :shock:  :shock:  :shock:  :shock:
Так надеялся :cry:

Не расстраивайтесь, амерсы слетают и картинки красивые покажут. И будет новая ветка на форуме и обсуждения и ВАДИМ будет утвержать что все это Голивуд. Все еще будет, не расстраивайтесь

[Дмитрий Виницкий]

Ничего себе - скромная "Венера Д"! Нет, она - нескромная. захватывающая, конечно, перспетива, но может, совместная программа приведёт к куда более реальному результату. А то сколько бы эту Д делали бы? Фобос-грунт и Луна-Глоб наводят на некоторые сомнения.

[DYF]

совместная программа приведёт к куда более реальному результату.

вот-вот... Я лично не верю ни в какой серьезный российский научный проект ни в одной области. Кооперация дает надежду.
И дело не в деньгах.

[ratte07]

Какой смысл в новой Венере-7?

[fagot]

Я вот думаю, а почему бы не сделать что-нибудь типа венерианского Гюйгенса, со съемкой на снижении и орбитальным ретранслятором. Глобальная радарная карта уже есть, детальные панорамы тоже, а снимков относительно больших площадей в видимом диапазоне нет, можно было бы отснять наиболее интересные районы. Такой аппарат будет проще долгоживущих станций и сделать его можно достаточно быстро.

[Дем]

Я вот думаю, а почему бы не сделать что-нибудь типа венерианского Гюйгенса, со съемкой на снижении и орбитальным ретранслятором. Глобальная радарная карта уже есть, детальные панорамы тоже, а снимков относительно больших площадей в видимом диапазоне нет, можно было бы отснять наиболее интересные районы. Такой аппарат будет проще долгоживущих станций и сделать его можно достаточно быстро.

А облака? Вообще, если фотоаппарат подвесить на аэростате под облаками - можно много интересного наснимать...

[fagot]

А облака? Вообще, если фотоаппарат подвесить на аэростате под облаками - можно много интересного наснимать...

Снимать конечно под облаками, можно и сами облака попытаться, хотя кислота там, иллюминатор может загрязнить. Аэростат не обязателен, парашют легче и проще, к тому же при температуре больше ста градусов долго не пролетать. Такой проект не слишком сложен и его можно осуществить без всяких коопераций, главное не ставить слишком много задач за раз.

[pkl]

Высокотемпературная электроника позволит передавать данные прямо из жерла вулкана

ВЫЖИТЬ В ЛЮБЫХ УСЛОВИЯХ Как в МИЭТ делают микросхемы для космоса, бурения скважин и двигателей самолетов

[Алихан Исмаилов]

И когда всё это появиться. Очень давно я видел репортаж об искусственных  алмазах. Между делом там говорилось, что они могут создать ядерную батарейку со сроком службы до 100 лет. Что то я в продаже таких до сих пор не встречал.

[Кубик]

Никто и не обещал ядерные батарейки к продаже в магазинах, они давно есть - менее долговечные, их тоже не продают..А вот старые добрые "лампы" могут работать и при 600, и чуток больше, конечно, не в виде "пузыря"   

[pkl]

В смысле? Без баллона, что-ли?