На Венеру и обратно

[Dominicinio]

Наткнулся на интересную статью ещё от 2020 года. В контексте нашей беседы интересна оценка массы аппарата, вроде как данная в НПО "Лавочкина". Вполне в духе моих оценок. Ну и рисунок, из которого следует аэростатный вариант (впрочем, без экзотики типа стыковок при ураганном ветре - все целиком садится на Венеру и вспылвает/взлетает (с отстрелом ненужного, конечно) «Полуфантастическая идея»: «Роскосмос» предлагает доставить грунт с Венеры в первую миссию

 

[Dominicinio]

В пику моим собственным размышлениям нашел проже́кт от Калифорнийского технологического. 100 гр. возвращаемого образца (плюс даже какие-то фотки, правда похоже только для целей навигации и приземления) и минимальный набор приборов), аэростат, и, орбитер. Насколько я понял, возврат к Земле на ионниках (предпочтительный), либо химической ракете. Возвратный аппарат ждёт на орбите на высоте 300 км. У них получается меньше 2 тонн на сускаемый аппарат и меньше 1,5 тонн орбитер. Ракета (поднимаемая аэростатом на 66 км) поднимет к орбитеру всего 2 кг груза (контейнер со 100 гр. образцов). (Каков шанс его поймать на орбите? ). Стоимость доставки этих 100 гр. оценена в миллиард по нынешним ценам.
Там ещё написано, что для миссии нужны некоторые уникальные технологии, которых пока нет, и которые нужно разработать (цена разработки НЕ включена в озвученную выше сумму): температуро и кислото стойкий материал для парашютоподобной системы и механизмы его хранения, развертывания и сброса (его масса соответвенно лишь прогноз), материал для баллона, с аналогичными по стойкости требованиями, система воздушного старта (все мы помним, как "успешно" эта система конструируется для земных тепличных условий, сколько времени нужно на разработку и тестирование (кстати как?) страшно представить). Система контроля температуры.
В общем по-видимому, я был не прав. Если везти небольшой камушек за миллиард денег, то много массы не нужно. Но нужно очень много работать за мизерный результат. Видимо поэтому американцы подобных планов пока не строят.

https://www.researchgate.net/publication/3869011_Venus_Surface_Sample_Return

 

[SDA]

Но нужно очень много работать за мизерный результат.

Для пропаганды и 100 гр достаточно.
Уж поверьте, раздуют так, как будто бы Гагарин и Армстронг лошапеты.

 

[SDA]

Мне вот что интересно: какую высокотемпературную электронику прочат на Венеру американцы?
Силовые полупроводники для высоких температур имеются уже сейчас.
Но из них микропроцессор или операционный усилитель сделать проблематично.
Насколько они продвинулись в высокотемпературных интегральных схемах?

 

[constructor]

Мне вот что интересно: какую высокотемпературную электронику прочат на Венеру американцы?
Силовые полупроводники для высоких температур имеются уже сейчас.
Но из них микропроцессор или операционный усилитель сделать проблематично.
Насколько они продвинулись в высокотемпературных интегральных схемах?

Рынок сбыта ограниченный, куда кроме Венеры ставить эту электронику.

 

[Dominicinio]

Для пропаганды и 100 гр достаточно.
Уж поверьте, раздуют так, как будто бы Гагарин и Армстронг лошапеты.

Тот проже́кт от какого-то там кучкрявого года начала 2000-х. Никто за ради 100 грамм заморачиваться не стал, как мы видим )

 

[миг-21р]

Насколько они продвинулись в высокотемпературных интегральных схемах?

А какая температура в С считается высокотемпературной? Вроде контроллеры АРМ и память SRAM на 200 и даже 300 градусов С вполне себе выпускаются и даже имеют радиационную защиту. Некоторые хвастались, что могут и выше 300, но не знаю/

 

[Dominicinio]

Мне вот что интересно: какую высокотемпературную электронику прочат на Венеру американцы?
Силовые полупроводники для высоких температур имеются уже сейчас.
Но из них микропроцессор или операционный усилитель сделать проблематично.
Насколько они продвинулись в высокотемпературных интегральных схемах?

Тут зависит от того, что мы понимаем под высокотемпературной эл-кой. Для промышленности это все 150+ и тут применений много, градусов так до 200-250 - от авиа, до добычи полезных ископаемых и разных производств. Ну и наука, конечно. Если же мы говорим о Венерианских 400+, то тут в основном учёные: космос (Венера, Меркурий, Солнце), и всякая экзотика, типа жерло вулканов. Но если будет электроника на 400-500 градусов, то думаю и другие желающие найдутся. Ну там в печь какую-нибудь засунуть контроллер, чтобы не отходя от кассы управлял конвективными потоками (это я от балды). Ну и военные для ракет чего-нибудь могут использовать, наверное. Но так как все это все равно очень мало, так что сомневаюсь, что кто-то вкладывает серьезные силы в элекиронику 400+. Если только на шару получится при разработке "обычных" 150-200.

 

[Kit.]

Мне вот что интересно: какую высокотемпературную электронику прочат на Венеру американцы?

Не знаю, какую прочат американцы, но из общих соображений я бы предложил попробовать нитрид бора. Да и воякам он наверняка интересен (по сути, "нитрид галлия на стероидах").

Если ближе к стимпанку, то можно смотреть в сторону оптоэлектроники и/или вакуумных ламп.

 

[SDA]

Если ближе к стимпанку, то можно смотреть в сторону оптоэлектроники и/или вакуумных ламп.

Только Лампы! Только хардкор!

 

[SDA]

Тут зависит от того, что мы понимаем под высокотемпературной эл-кой. Для промышленности это все 150+ и тут применений много, градусов так до 200-250 - от авиа, до добычи полезных ископаемых и разных производств. Ну и наука, конечно. Если же мы говорим о Венерианских 400+, то тут в основном учёные: космос (Венера, Меркурий, Солнце), и всякая экзотика, типа жерло вулканов. Но если будет электроника на 400-500 градусов, то думаю и другие желающие найдутся. Ну там в печь какую-нибудь засунуть контроллер, чтобы не отходя от кассы управлял конвективными потоками (это я от балды). Ну и военные для ракет чего-нибудь могут использовать, наверное. Но так как все это все равно очень мало, так что сомневаюсь, что кто-то вкладывает серьезные силы в элекиронику 400+. Если только на шару получится при разработке "обычных" 150-200.

это всё правильно.
Но вопрос: а сделал ли хоть кто-то сейчас микропроцессор или аналоговую интегральную схему с температурой работы 450-550 грудусов?

 

[SDA]

А какая температура в С считается высокотемпературной? Вроде контроллеры АРМ и память SRAM на 200 и даже 300 градусов С вполне себе выпускаются и даже имеют радиационную защиту. Некоторые хвастались, что могут и выше 300, но не знаю/

вроде... а может и не вроде
Про 300 градусов Цельсия и нормально работающую микросхему не слышал.
Если дадите ссылку, с удовольствием почитаю.

Полупроводники хорошо работают при низких температурах, а при высоких превращаются в кусок металла (по проводимости).

 

[Kit.]

это всё правильно.
Но вопрос: а сделал ли хоть кто-то сейчас микропроцессор или аналоговую интегральную схему с температурой работы 450-550 грудусов?

Пока, может, и не сделал, но "элементная база" имеется:

Testing the Temperature Limits of GaN-Based HEMT Devices

The high temperature stability of AlGaN/GaN and lattice-matched InAlN/GaN heterostructure FETs has been evaluated by a stepped temperature test routine under large-signal operation. While AlGaN/GaN high-electron mobility transistors (HEMTs) have failed in an operating temperature range of 500°C...

ieeexplore.ieee.org

 

[SDA]

Пока, может, и не сделал, но "элементная база" имеется:

Testing the Temperature Limits of GaN-Based HEMT Devices

The high temperature stability of AlGaN/GaN and lattice-matched InAlN/GaN heterostructure FETs has been evaluated by a stepped temperature test routine under large-signal operation. While AlGaN/GaN high-electron mobility transistors (HEMTs) have failed in an operating temperature range of 500°C...

ieeexplore.ieee.org

Там Айяяй требует подписку для чтения статьи

 

[Kit.]

Там Айяяй требует подписку для чтения статьи

Текста в абстракте, по идее, должно быть достаточно.

Температура, при которой полупроводники перестают работать в приборах, определяется шириной их запрещённой зоны. Для некоторых полупроводниковых приборов (конкретно, HEMT) ширины запрещённой зоны нитрида галлия достаточно для работы на температурах под тысячу градусов Цельсия, но при этих температурах возникает проблема со стабильностью металлических контактов.

 

[миг-21р]

Если дадите ссылку, с удовольствием почитаю.

Про 300 С - это я погорячился, а 200 С вот Микроконтроллеры ARM Cortex-M0 и SRAM-память для экстремальных условий эксплуатации

 

[миг-21р]

Кстати на сайте производителя температуры для микроконтроллеров указаны другие 125 С.

 

[Dominicinio]

Текста в абстракте, по идее, должно быть достаточно.

Температура, при которой полупроводники перестают работать в приборах, определяется шириной их запрещённой зоны. Для некоторых полупроводниковых приборов (конкретно, HEMT) ширины запрещённой зоны нитрида галлия достаточно для работы на температурах под тысячу градусов Цельсия, но при этих температурах возникает проблема со стабильностью металлических контактов.

Текста в абстракте, по идее, должно быть достаточно.

Температура, при которой полупроводники перестают работать в приборах, определяется шириной их запрещённой зоны. Для некоторых полупроводниковых приборов (конкретно, HEMT) ширины запрещённой зоны нитрида галлия достаточно для работы на температурах под тысячу градусов Цельсия, но при этих температурах возникает проблема со стабильностью металлических контактов.

Элементная база - это хорошо, создатели силовой электроники радуются. Но пока есть проблемы с микросхемами на нитриде галлия. Так что это всё-таки ещё светлое будущее. Хотя возможно близкое )

 

[Dominicinio]

Про 300 С - это я погорячился, а 200 С вот Микроконтроллеры ARM Cortex-M0 и SRAM-память для экстремальных условий эксплуатации

Есть такой микроконтроллер honeywell HT83C51. По паспорту, т.е. гарантированно, 225, но производитель утверждает, что "обычно они работают и при 300". Но как долго и надёжно? Очевидно недостаточно долго и/или недостаточно надёжно

 

[SDA]

Элементная база - это хорошо, создатели силовой электроники радуются. Но пока есть проблемы с микросхемами на нитриде галлия. Так что это всё-таки ещё светлое будущее. Хотя возможно близкое )

так и я о том же.
Силовые элементы сейчас весьма высокотемпературные. Но не 550 градусов, конечно.
Интегральные цифровые схемы 125-150 да, могут сейчас. Видимо, есть и те, которые выживут при 200 градусах.
Но есть нюанс: с голым процессором на Венере делпть нечего, нужны аналоговые микросхемы, у которых параметры не превращаются в тыкву при высоких температурах.