Авторы оригинала: Alan Mantooth, Carl-Mikael Zetterling и Ana Rusu. Летом 2020 года в разгар пандемии были и свои плюсы. Одним из них был полёт американских астронавтов к МКС и успешное их возвращение на коммерческой ракете от SpaceX. Это событие было важным по многим причинам, одна из которых следующая: когда НАСА освободят от необходимости доставлять людей на низкую околоземную орбиту, агентство сможет нацелиться на более далёкие мишени. Может, даже, на Венеру.

Радостное возбуждение по поводу возможной миссии на Венеру подстегнуло открытие в её атмосфере фосфина – возможного признака микробной жизни (хотя сейчас это открытие оспаривают). Однако условия на второй планете от Солнца настолько жёсткие, что дольше всех продержавшийся там спускаемый аппарат, «Венера-13» (СССР), смог передавать данные всего лишь 2 часа 7 минут. Средняя температура на поверхности Венеры составляет 464 °С, в атмосфере полно капель серной кислоты, легко разъедающей металлы, а атмосферное давление на поверхности в 90 раз больше земного. И всё-таки учёные считают Венеру близнецом нашей планеты.

Размеры и массы двух планет почти одинаковы. Судя по некоторым свидетельствам, на Венере могли существовать огромные океаны в течение 3 миллиардов лет – а, следовательно, могла быть и жизнь. Какие катаклизмы привели к потере Венерой воды? Планетологам очень хотелось бы это знать – возможно, это расскажет нам о нашей собственной судьбе в связи с изменениями климата.

Чтобы разгадать эту и другие загадки Венеры нам нужно построить несколько хитроумных роботизированных спускаемых аппаратов. Но получится ли у нас сделать машины с инструментами, средствами коммуникации, управляемые и мобильные, способные выжить в такой враждебной среде не часы, но месяцы и годы?

Можем. Технологии производства материалов шагнули далеко вперёд с 1960-х годов, когда СССР запускал серию посадочных модулей на Венеру. Теперь мы сможем сделать так, что корпус и механика будущего спускаемого аппарата сможет выдержать там несколько месяцев. А что насчёт нежной электроники? В условиях Венеры сегодняшние кремниевые системы не проживут и дня. Земного дня, конечно – день на Венере длится 243 земных. И даже активные системы охлаждения не продлят их жизнь и на 24 часа.

Ответом стал полупроводник, комбинирующий два распространённых элемента, углерод и кремний, в соотношении 1 к 1: карбид кремния, SiC. Он способен выдерживать чрезвычайно высокие температуры, прекрасно функционируя. В исследовательском центре Гленна при НАСА уже более года работают схемы на карбиде кремния при температуре в 500 °С. Это демонстрирует тот факт, что они способны выдерживать подобные температуры, причём на временных промежутках, которые потребует венерианский спускаемый аппарат.

Карбид кремния уже применяется в питающих схемах солнечных инвертеров, электронике электромоторов и продвинутых коммутаторах умных сетей. Однако создание схем на карбиде кремния, способных управлять вездеходом в адских условиях Венеры, и отправлять оттуда данные на Землю, станет проверкой материала на пределе его возможностей. В случае успеха мы получим не просто мобильный аванпост в одной из наименее дружелюбных точек Солнечной системы. Мы поймём, как отправить беспроводные датчики в такие места на Земле, в какие раньше не отправляли – на лопасти турбин реактивных самолётов и газовых турбин, на головки нефтяных буров, в центр различных производственных процессов с высокой температурой и высоким давлением. Способность размещать электронику в таких местах вполне может уменьшить стоимость как работы, так и поддержки оборудования, а также увеличить его эффективность и безопасность.

Наша команда учёных из Королевского технологического института (КТИ) в Стокгольме и из Арканзасского университета в Фэйтевиле считает, что схемы на карбиде кремния могут всё это и даже больше – они способны на то, что мы даже не можем вообразить.