Europa, la luna de Júpiter, es uno de los sitios más prometedores para la búsqueda de vida extraterrestre.
Europa es más que una de las muchas lunas de Júpiter. También es uno de los sitios más prometedores del sistema solar para la búsqueda de vida extraterrestre. hay liquido Agua Menos de 10 kilómetros de hielo pueden albergar vida. Sin embargo, es uno de los lugares más duros de Sistema solar, con temperaturas superficiales de -180°C e intensos niveles de radiación. La exploración de Europa puede ser posible en los próximos años como resultado de la investigación de Georgia Tech sobre la tecnología de transistores de silicio-germanio.
Profesor Juan D. Chrysler de la Escuela Regente de Electricidad y el ordenador Engineering (ECE) y sus estudiantes han estado trabajando con transistores bipolares heterogéneos de silicio y germanio (SiGe HBT) durante décadas y han descubierto que tienen ventajas únicas en entornos hostiles como Europa.
«Debido a la forma en que están hechos, estos dispositivos realmente sobreviven a esas duras condiciones sin que se realicen cambios en la tecnología subyacente en sí», dijo Kreisler. Organización Mundial de la Salud Es el investigador del proyecto. “Puedes construirlo para lo que quieras que haga una tierraY luego puedes usarlo en el espacio».
Científicos en el primer año de tres años de los conceptos de mundos oceánicos de la NASA vida La tecnología de detección (COLDTech) permite el diseño de infraestructura electrónica para futuras misiones de superficie europeas. La NASA planea lanzar el Europa Clipper, una nave espacial en órbita alrededor de Europa, en 2024, luego enviar un módulo de aterrizaje, el Europa Lander, para cavar en el hielo y explorar sus alrededores. Pero todo comienza con la electrónica que puede funcionar en el duro entorno de Europa.
En un documento presentado en IEEE Nuclear and espacio Conferencia de efectos de radiación en julio, Chrysler y sus estudiantes, junto con investigadores de NASA El Laboratorio de Propulsión a Chorro (JPL) y la Universidad de Tennessee (UT) demostraron las capacidades de los HBT de SiGe para este entorno hostil.
reto europa
Júpiter, como la Tierra, tiene un núcleo de metal líquido que genera un campo magnético, que produce cinturones de radiación de protones y electrones de alta energía a partir del viento solar. Lamentablemente, Europa, como Júpiter La Luna está directamente en el camino de esos cinturones de radiación. De hecho, cualquier tecnología diseñada para la superficie de Europa debe ser capaz de soportar no solo las temperaturas más frías sino también la peor radiación del sistema solar.
Afortunadamente, los HBT de SiGe son ideales para este entorno hostil. El SiGe HBT integra una aleación de Si-Ge a nanoescala dentro de un transistor bipolar estándar para diseñar sus propiedades a nanoescala, lo que da como resultado un transistor mucho más rápido mientras mantiene las economías de escala y el bajo costo de los transistores de silicio convencionales. Los HBT de SiGe tienen la capacidad única de mantener el rendimiento incluso cuando se exponen a altos niveles de radiación, y sus propiedades mejoran naturalmente a temperaturas más bajas. Debido a este grupo único, son candidatos ideales para explorar Europa.
«No se trata solo de hacer ciencia básica y probar que SiGe funciona», dijo Kreisler. «En realidad está evolucionando electrónica para la NASA para su uso en Europa. Sabemos que SiGe puede soportar altos niveles de radiación. Sabemos que sigue siendo efectivo en temperaturas frías. Lo que no sabíamos era si podía hacer las dos cosas a la vez, que es fundamental para Europa Superficie misiones».
prueba de transistores
Los investigadores de GT utilizaron Dynamitron de JPL, una máquina que dispara electrones de alto flujo a temperaturas extremadamente bajas, para probar SiGe en entornos similares a los europeos. A 300, 200 y 115 grados K, expusieron los HBT de SiGe a Una Un millón de electronvoltios y una dosis de radiación de cinco millones de rads (200-400 rads letales para los humanos) (-160 °C).
«Lo que no se hizo fue usar la electrónica como lo hicimos en ese experimento», dijo Kreisler. «Entonces, trabajamos literalmente durante el primer año para obtener los resultados en ese documento, que son, en esencia, evidencia concluyente de que lo que afirmamos es, de hecho, cierto: que SiGe no sobrevive a las condiciones de la superficie de Europa».
Los investigadores de GT y UT dedicarán los próximos dos años a desarrollar circuitos SiGe físicos que podrían usarse en Europa, como radios y microcontroladores. Y lo más importante, estos dispositivos se pueden usar en casi cualquier entorno espacial, incluidos Marte y la Luna.
“Si Europa es el peor entorno del sistema solar, y puedes construir estas cosas para que funcionen en Europa, entonces funcionarán en cualquier lugar”, dijo Kreisler. «Esta investigación une la investigación anterior que mi equipo ha estado haciendo aquí en Georgia Tech durante mucho tiempo y muestra aplicaciones realmente interesantes e innovadoras para estas tecnologías. Nos enorgullecemos de utilizar nuestra investigación para abrir un nuevo terreno innovador y, por lo tanto, habilitar nuevas aplicaciones».
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