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抗高温计算机可金星恶劣环境下存活22天

美俄双方正计划在2025年执行一次大规模金星探测项目。美国工程师近期在抗高温计算机技术方面取得了突破性进展,使该项目的顺利进行奠定基础

在他们最新研制的碳化硅系统中,工程师们设计了玻璃质的密封圈、镍合金,光纤和抗高温陶瓷材料用于保护内部的碳化硅芯片,可谓武装到牙齿

在上世纪60~80年代,苏联的“金星”系列探测器实现了首批在金星表面的着陆。图示分别由苏联金星-9号(上)和金星-10号(下)着陆器拍摄

新浪科技讯 北京时间2月17日消息,据国外媒体报道,前往地球“恶魔姐妹”的旅程距离成为现实又更近了一步——科学家们近日成功研发出能够抵挡金星上极高温环境的计算机设备。

金星是距离地球最近的行星,在此之前人类早已尝试过向这颗高温行星发射探测器,数量还不少,但这其中的最大问题就在于金星的环境条件实在太过于恶劣,导致当时的人类技术根本难以研制能够在其地表顺利工作的探测器。

但是现在情况开始发生改观,美国宇航局表示该机构已经在碳化硅材料计算机技术上取得突破,这种新型计算机理论上能够在类似金星地表的恶劣环境下可靠工作数百小时。

近日,一个由俄罗斯和美国科学家组成的联合小组宣布,他们计划在2025年向金星发射一颗探测器,该计划被命名为“金星-D”(Venera-D)。但要想顺利执行该计划,面临的最大障碍在于目前缺乏能够在如此恶劣条件下顺利工作的特种精密电子设备。

任何想要在金星地表开展考察的探测器都必须经受那里超过480摄氏度的高温,以及高度有毒且腐蚀性的酸性大气,还有将近相当于90个标准大气压的超高压强。标准的商用硅芯片能够在最高250摄氏度的环境下继续正常工作,但持续的时间不会很长,最终会芯片会由于过高温度而损毁。

但是如果将芯片材料改成碳化硅,情况将发生变化。这是一种近几年出现的新技术,其制作的芯片能够忍受极端的高温和高压条件并正常工作。但另外一个关键问题则是金星大气对于计算机各部件之间连接件可能产生的影响。美国宇航局的工程师正致力于解决这一所谓的“连接”问题。在他们最新研制的碳化硅系统中,工程师们设计了玻璃质的密封圈、镍合金,光纤和抗高温陶瓷材料用于保护内部的碳化硅芯片,可谓武装到牙齿。

美国宇航局格林研究中心的科学家们使用格林极端环境模拟设备(GEER)开展了相关研究和测试。

根据相关项目组给出的报告,在模拟金星环境的条件下,他们研制的相关电子装置仍然持续正常工作了大约521小时,大约相当于22天——并且在那之后实验停止是因为GEER设备被关闭的缘故。

关于碳化硅材料系统,研究组表示:“过去和未来计划中的金星着陆探测器都只规划了着陆之后数小时的运作时间,即便是做足了各项保护措施和降温措施之后也是如此。”因此,如果基于碳化硅材料的新型电子设备能够在金星上实际达到其设计性能,那么这将意味着探测器寿命百倍的提升。研究组预期,随着未来基于碳化硅材料的相关技术不断走向成熟,这将极大地改善金星探测器的设计和任务概念,从根本上让长寿命的金星着陆探测计划成为可能。

从历史上看,这不是科学家们第一次尝试揭开金星神秘的面纱。上世纪60年代开始一直到80年代,苏联向金星发射了一系列的探测器,主要归入“金星”(Venera)个“韦加”(Vega)两个大的项目之下。而此次最新的这一金星计划预计将在2025年到2026年之间发射升空。

根据设计,“金星-D”探测计划将包括一个运行至少3年的轨道器,以及一个预计在金星地表工作数小时的着陆器。

这一由美国-俄罗斯科学家组成的联合小组计划借助这一计划的实施,在金星搜寻可能存在的生命迹象。

该计划将由俄罗斯方面领导,俄罗斯方面对这一项目的开发准备工作已经进行了超过10年时间。大约在3年前,美国宇航局开始介入这项计划,因为当时俄罗斯方面询问美国是否有意愿加入这项计划。外界普遍将这项计划视作是与此前“好奇号”火星车项目等相似的“顶级项目”。除此之外,科学家们还有一些其他设想,其中就包括发射一系列成本较低,小型而相对简单的着陆器,在金星表面开展数据采集,并另外配置一架太阳能飞行器开展金星大气飞行。而配套的金星轨道器将帮助科学家们更好地理解金星大气的成分,结构和动力学特征。

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