NASA demonstra eletrônica que funciona em Vênus

Redação do Site Inovação Tecnológica -  15/05/2017

Imagens do circuito integrado antes (esquerda) e depois (direita) do teste em condições que simularam as condições atmosféricas de Vênus - apesar dos danos, o circuito continua funcionando. [Imagem: Philip G. Neudeck]

Eletrônica extrema

Uma equipe de engenheiros do Centro de Pesquisas Glenn, da NASA, construiu um circuito eletrônico de demonstração que promete viabilizar missões científicas de longa duração na superfície de Vênus.

As sondas espaciais enviadas a Vênus só conseguem funcionar na superfície do planeta por algumas horas devido às condições atmosféricas extremas. A temperatura na superfície do planeta é de cerca de 450º C e a atmosfera de dióxido de carbono tem uma pressão atmosférica 92 vezes maior que a da Terra.

Como os componentes eletrônicos comerciais não funcionam nesse ambiente, as sondas já enviadas a Vênus tinham todos os seus instrumentos e computadores encapsulados dentro de recipientes térmicos e resistentes à pressão. Mesmo assim, elas só duraram algumas horas, e todo esse aparato, extremamente pesado, encarece muito a missão.

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Chip de carbeto de silício

Para superar esses desafios, Phil Neudeck e seus colegas desenvolveram circuitos integrados feitos com o semicondutor carbeto de silício. Os circuitos resistiram a temperaturas e pressões similares às de Vênus durante 521 horas - mais de 100 vezes mais do que qualquer sistema eletrônico já incluído em uma missão ao planeta.

"Nós demonstramos uma operação elétrica largamente mais longa com chips diretamente expostos - sem refrigeração e sem nenhuma embalagem protetora do chip - em uma reprodução física e química de alta-fidelidade da atmosfera de superfície de Vênus. E os dois circuitos integrados ainda funcionavam após o final do teste," contou Neudeck.

Detalhes do circuito integrado antes (em cima) e depois (embaixo) do teste. [Imagem: NASA]

No início deste ano, a equipe já havia demonstrado circuitos integrados de carbeto de silício quase idênticos, que funcionaram por mais de 1.000 horas a 480º C em uma atmosfera terrestre. Aqueles circuitos integrados estão sendo desenvolvidos para operar no interior dos motores de aviões, permitindo exercer controles que poderão resultar no aumento da eficiência de combustível.

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Bibliografia:

Experimentally Observed Electrical Durability of 4H-SiC JFET ICs Operating from 500 C to 700 C
Philip G. Neudeck, David J. Spry, Liangyu Chen, Dorothy Lukco, Carl W. Chang, Glenn M. Beheim
AIP Advances
Vol.: 897, pp. 567-570
DOI: 10.1063/1.4973429

Prolonged silicon carbide integrated circuit operation in Venus surface atmospheric conditions
Philip G. Neudeck, Roger D. Meredith, Liangyu Chen, David J. Spry, Leah M. Nakley, Gary W. Hunter
Materials Science Forum 2017
Vol.: 6, 125119