Développements technologiques pour l'exploration de Vénus

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Avancée importante sur l'électronique haute pression/haute température: http://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.5.7345/full/
Le but est donc de faire tourner une horloge et des portes logiques aux 460°C et 90 bars de Vénus. Ils ont fait une manip qui a fonctionné plus de 500 heures.
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Que la commutation se fasse à 460° C et 90 bars c'est fortiche ; surtout pendant 500 heures  Super
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Le papier complet (disponible ici: http://aip.scitation.org/doi/10.1063/1.4973429 ) parle quand même de 1.26 MHz, ce qui permet de faire franchement beaucoup de choses (science, imagerie, etc).
Ça permettrait de tenir quelques jours/semaines sur place sans avoir à s'en remettre à un quelconque système (dé)pressurisé et refroidi. Pour rappel, climatiser quelque chose impliquer d'en chauffer une autre, et donc des radiateurs à plus de 600°C. Bref, des choses qui sont encore plus complexes à gérer qu'une électronique haute température.
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Au cas où, j'écrivais bien commutation et non pas communication en parlant de l'exploit de faire fonctionner des portes logique dans ces conditions. Par commutation et pour simplifier je parle de basculer d'un état zéro à un état un. Comme le rappelle Space Opera faudra de 'sacrés' radiateurs.
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@Astro-notes a écrit:Comme le rappelle Space Opera faudra de 'sacrés' radiateurs.
Eh bien non justement, le but est bien ici de s'affranchir de radiateurs.
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A sec comme ça ! Sans même un peu de refroidissement (?), ou alors un refroidissement interne au composant qui a une durée de protection de 500 heures ?
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Non tu n'as toujours pas compris: les composants fonctionnent à température et pression ambiante, c'est bien ça leur intérêt !

Sinon, ArsTechnica vient d'en faire un article: https://arstechnica.com/science/2017/02/venus-computer-chip/
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Effectivement  c'est une avancée spectaculaire pour l'électronique dans le domaine des hautes températures qui permettrait l'installation de sondes pour des observations de longue durée sur le sol vénusien .
Et cela pourrait aussi avoir des applications industriels sur notre Terre dans des environnements chauds ainsi que pour l'observation des sources hydrothermales des fonds abyssaux à plus de 300° C et plus de 100 atm!
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Non, non Space Opera, je m'obstinais à ne pas le croire, car comme le dit Giwa c'est extraordinaire. Si je ne sais pas bien ce que veulent dire 90 atmosphères sur un circuit intégré, par contre 460°C sur un transistor je peux essayer, et comme Giwa je conclue que c'est une grave avancée !
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Quelqu'un connait-il les précédents records de fonctionnement en température et en pression ?
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Qu'un tel composant supporte les conditions indiquées, c'est bien sûr extraordinaire.
Mais il ne faut pas oublier qu'il faudra que tout l'équipement dans la sonde fasse de même. Une caméra fonctionnant à plus de 400 ° C ... ou même un émetteur faisant remonter des données de simples capteurs sur une telle durée de 500 heures ..... cela doit rester encore un super-challenge.
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L'oscillateur et les transistors sont les composants les plus critiques. Ca ouvre la porte à énormément de choses. Fait fonctionner un CPU dans cette ambiance est autrement plus complexe que de faire fonctionner une caméra sommaire (à base de miroir tournant par exemple). Les caméras de Venera tournaient à plus de 250 degrés interne, donc c'est avant tout sur l'électronique qu'il faut essayer de franchir les étapes.
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Le communiqué de la NASA (Glenn Research Center) sur cette prouesse technologique :

https://www.nasa.gov/press-release/nasa-glenn-demonstrates-electronics-for-longer-venus-surface-missions
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Le document photo pris avant et après chauffage fait impression. Bien sûr ce n'est qu'une impression sans plus, mais cela prouve qu'il s'est au moins passé qqchose. Evidemment un graphe sur les courants ou tensions dans les composants pendant le chauffage et la tenue en température serait plus explicite, mais on ne va pas commencer à chicaner à ce point. Ça marche, et c'est ça qui m'a interpellé.  :up8:
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Il y a tous ces grzphs de courants et tension dans le papier original que j'ai mis en lien.
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@Space Opera a écrit:L'oscillateur et les transistors sont les composants les plus critiques. Ca ouvre la porte à énormément de choses. Fait fonctionner un CPU dans cette ambiance est autrement plus complexe que de faire fonctionner une caméra sommaire (à base de miroir tournant par exemple). Les caméras de Venera tournaient à plus de 250 degrés interne, donc c'est avant tout sur l'électronique qu'il faut essayer de franchir les étapes.

J'entends bien l'argument que l'électronique de la CPU est le plus critique et complexe à faire résister à ce milieu.
Je voulais simplement exprimer que tout le reste de l'équipement est à concevoir pour résister et que c'est complexe ....
Si la caméra russe a fonctionné environ 2 h à 250 degrés, c'est qu'il y avait une isolation pour protéger des 450 °C de l'extérieur (qui a rempli sa mission "nominale" mais n'a pas suffi à permettre un fonctionnement bien plus long "The Venera 13 lander survived for 127 minutes, and the Venera 14 lander for 57 minutes, where the planned design life was only 32 minutes".).

On devra bien gérer les autres composants avec lesquels la CPU communiquera. Pour de simples capteurs cela me parait facile -on en utilise dans des environnements terrestres hostile - .
Mais si on veut des analyseurs de gaz, des spectro-photomètres .... (je donne des exemples pas forcément pertinents) ou même (là je blague) une caméra pour réaliser des prises de vues panoramiques en ultra HD pour faire des fonds d'écran ... il y aura du travail, soit pour faire des appareils résistants et/ou gérer une isolation/climatisation efficace .
D'ailleurs pour l'instant cela ne se bouscule pas encore au portillon pour réaliser une telle mission vénusienne.
Mais ce serait une belle mission.
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Tout à fait. Pour la caméra à 250°C, je voulais justement dire qu'elle n'était isolée que passivement et a réussi, il y a pourtant plus de 30 ans, à tourner près de 2h à 250°C... ce qui laisse espérer bien des choses aujourd'hui.
D'ailleurs les caméras ont peut-être fonctionné plus longtemps, c'est justement les horloges qui ont rendu l'âme en premier.
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J'avais posté quelque chose se rapportant à ce sujet il y a quelques mois :
https://www.forum-conquete-spatiale.fr/t18248-4e-mission-new-frontiers#380325

Sinon quelques remarques : les Soviétiques en leur temps avaient utilisé des tubes à vide, mais là aussi la techno était un peu limite en termes de températures supportables, par contre ils s'étaient débrouillés avec de très faibles taux d'intégration et donc de petits nombres de composants (tubes à vide oblige !). On peut donc en tirer la conclusion qu'il n'est pas nécessaire d'attendre d'importantes augmentations des densités d'intégration de la techno de carbure de silicium citée pas SP plus haut pour qu'un début de mise en œuvre soit possible.

Là où je me pose des questions c'est pour les sources d'alimentation capables de fonctionner entre 462 °C et 490 °C...

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Les fous ouvrent les voies qu'empruntent ensuite les sages. (Carlo Dossi)
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@Henri a écrit:

Là où je me pose des questions c'est pour les sources d'alimentation capables de fonctionner entre 462 °C et 490 °C...
Il y a les piles à combustible à oxyde solide (acronyme anglais SOFC: Solid Oxide Fuell Cell)  
Le problème ,c'est que la température sur Vénus est un peu froide pour un fonctionnement  optimal !
 En effet pour les plus classiques les températures sont dans l'intervalle de 450° C à 1000 °C ... Mais bon, des efforts on été faits et une pile au SrFeO2 est capable de fonctionner  par très grand froid  dès 280°C !  Evidemment tout est relatif , ce grand froid c'est pour les vénusiens  ;)
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Brrrr, Giwa et si en plus il y a du vent, 280° C, c'est le blizzard.  :down:

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Un véritable objectif serait de se servir de l'environnement de Venus et non pas de le combattre : transformer la chaleur en énergie qui refroidisse les composants électroniques est un exemple. Si c'est pour se représenter un milieu hostile au lieu d'un milieu qui a ses qualités et ses défauts, ceux qui planchent sur ces projets vont beaucoup s'agiter en vain.

Bien sûr, nous avons de suite en tête des histoires déjà anciennes d'usines en suspension dans l'atmosphère de Venus, mais je souhaite quand même signaler que quand les investisseurs y mettent les moyens, les chercheurs trouvent. Le problème est bien la pression de 90 atmosphères (au sol), mais la pression peut aussi être transformée en énergie pour protéger l'engin spatial.

Je crois fermement que l'exploration de Vénus est possible et serait utile à l'exploration des océans de la Terre où nous trouvons aussi des pressions très importantes et aussi à l'exploration des quatre planètes géantes et "gazeuses" de notre système solaire. Au contraire d'être un obstacle, les problèmes liés à l'exploration de Vénus font de Vénus un excellent laboratoire pour les techniques qui permettront une véritable conquête spatiale à l'échelle du système solaire.

Peut-être que cela paraît très optimiste aujourd'hui (les sondes soviétiques Venera 16 et Vega 1 et 2 attendent toujours la relève), mais c'est aussi une question de volonté des uns et des autres et je soutiens ardemment les projets d'explorations de Vénus. (Au fait, merci pour les liens avec des articles)
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L'exploration de notre plus proche planète voisine reste une affaire frustrante. La seule cartographie a été réalisée par radar, Russe, Américaine, peut-être Européenne aussi (je ne me souviens plus), c'est dire que l'on en connait pas grand chose au niveau grand public.
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Japonaise aussi, la sonde Atatsuki (Venus Climate Orbiter, une voile solaire me semble-t-il) a eu des difficultés, mais a réussi sa mise sur orbite en décembre 2015.

Nous manquons de donnée sur Vénus, il n'y a plus d'autre sonde terrienne autour de Vénus après la fin de mission de Venus Express de l'ESA. Cela n'empêche que l'exploration de Vénus demande d'utiliser les conditions extérieures pour protéger son engin spatial (donc d'envoyer des sondes qui sont des micro-usines et qui tournent des conditions défavorables à leur avantages et non pas simplement des "laboratoires ambulants").

De la vie sur Vénus ?
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@katalpa a écrit:
...
De la vie sur Vénus ?

En tous cas, s'il y en a elle, se protège bien  :D
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@katalpa a écrit:Le problème est bien la pression de 90 atmosphères (au sol), mais la pression peut aussi être transformée en énergie pour protéger l'engin spatial.
Ça fait longtemps que vous n'avez pas eu un cours de thermodynamique on dirait...
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