Профессор Джон Д. Кресслер из Школы электротехники и вычислительной техники вуза и его студенты вместе с сотрудниками Лаборатории реактивного движения НАСА и Университета Теннесси в Юте продемонстрировали возможности SiGe HBT (SiGe Heterojunction Bipolar Transistor) для враждебной среды Европы. Презентацию усовершенствованного кремний-германиевого транзистора представили на конференции IEEE по ядерным и космическим радиационным эффектам.
Сотрудники Университета Джорджии десятилетиями работали с кремниево-германиевыми биполярными транзисторами. Теперь инженеры доказали, что эти устройства обладают уникальными преимуществами для работы в экстремальных условиях. Именно таких, какие наблюдаются на ледяной луне Юпитера.
Для исследования Европы исследователи получили грант в рамках программы НАСА Concepts for Ocean Worlds Life Detection Technology, COLDTech (концепции технологий обнаружения жизни в океанических мирах). Цель — разработать электронику для предстоящих миссий на поверхности ледяной луны. Например, для Europa Clipper, которая стартует в 2024 году и отправит посадочный аппарат Europa Lander для бурения льда и исследования ее океана.
Как уверяют авторы разработки, SiGe HBT идеально подходят для этой враждебной среды. По сути, это наноразмерный сплав кремния и германия внутри типичного биполярного транзистора. Благодаря свойствам веществ, ученые создали более быстрый транзистор, сохраняя при этом экономию за счет масштаба и низкой стоимости традиционных кремниевых транзисторов.
Уникальность SiGe HBT в том, что он сохраняет работоспособность при экстремальном радиационном воздействии, а его свойства естественным образом улучшаются при более низких температурах. Именно это сочетание делает устройство идеальным для исследования Европы и поисков жизни на ней.
Европа — это больше, чем просто один из многих спутников газового гиганта — это также одно из самых многообещающих мест в Солнечной системе для поиска внеземной жизни. Под 10-километровым льдом находится океан с жидкой водой, в котором может поддерживаться жизнь. Но с температурой поверхности в –180°C и экстремальными уровнями радиации это также одно из самых негостеприимных мест в Солнечной системе.
Как и у Земли, у Юпитера также есть жидкометаллическое ядро, которое генерирует магнитное поле, производя радиационные пояса высокоэнергетических протонов и электронов. Проблема в том, что они влияют на Европу. По сути, любая технология, разработанная для поверхности луны, должна выдерживать не только низкие температуры, но и самую сильную радиацию, встречающуюся в Солнечной системе.
