Inventan la radio que permitirá un Perseverance en el infierno de Venus
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Más de 500 grados centígrados

Inventan la radio que permitirá un Perseverance en el infierno de Venus

Las sondas Venera duraron apenas dos horas en la superficie de Venus antes de que se frieran sus circuitos pero esta nueva electrónica permitirá misiones de larga duración

placeholder Foto: Visualización de un volcán en la superficie de Venus (Peter Rubin/NASA/JPL-CalTech)
Visualización de un volcán en la superficie de Venus (Peter Rubin/NASA/JPL-CalTech)

El 1 de marzo de 1982, la sonda soviética Venera 13 envió la imagen bajo estas líneas. Acababa de aterrizar en el infierno de Venus y moriría dos horas y siete minutos más tarde, inutilizada por las demoníacas temperaturas del planeta. Ahora, un equipo de científicos han creado un sistema electrónico que hubiera sobrevivido durante muchos meses: una radio en un chip que podría ser vital para el futuro de nuestro planeta.

Aparte de varias fotos y el primer sonido grabado en un planeta del sistema solar, los datos recogidos por la sonda Venera 13 en esos 127 minutos muestran que aguantó una temperatura de 457 grados centígrados mientras una presión atmosférica de 89 atmósferas terrestres la aplastaba contra la superficie.

placeholder El suelo de Venus fotografiado por la Venera 13 (URSS)
El suelo de Venus fotografiado por la Venera 13 (URSS)

Fue un gran logro para sus creadores, que sabían que no iba a durar mucho más. De hecho, la Venera 13 superó su estimación inicial, cifrada en poco más de treinta minutos. En la década de los 70 y 80 no existían los materiales necesarios para que la electrónica sobreviviera en este planeta infernal.

Esto es justo lo que quieren resolver con su sistema de radio Vulcan II el ingeniero de electrónica en la Universidad de Arkansas Alan Mantooth junto con Carl-Mikael Zetterling y Ana Rusu, ambos ingenieros del KTH Royal Institute of Technology, en Estocolmo, Suecia. En un artículo genialmente titulado 'La radio que podemos mandar al infierno' publicado en la revista IEEE Spectrum, los inventores afirman que Vulcan II será capaz de sobrevivir en Venus “durante meses y años”, transmitiendo información constantemente a la Tierra.

Audio de las superficie de Venus grabado por la sonda Venera 14

Esto permitiría una exploración de larga duración de un rover similar al Curiosity o el Perseverance de la NASA. Aunque pueda parecer extraño, una misión así que podría resultar vital para la supervivencia de la vida en nuestro planeta. A primera vista parece que no se nos ha perdido nada en Venus y tampoco podemos colonizarlo, pero este gemelo demoniaco de la Tierra a 108 millones de kilómetros del Sol encierra importantes pistas sobre nuestro posible futuro.

Cómo funciona el Vulcan II

El secreto del Vulcan II está en la aleación utilizada en su fabricación, una mezcla de silicio y carbono llamada carburo de silicio (SiC o Silicon Carbide en inglés). La aleación no es nueva. Se descubrió en 1895 y se lleva utilizando años en varias industrias que requieren componentes electrónicos que soporten temperaturas extremas. Aunque un chip de silicio no se derretiría a 470ºC — el punto de fusión del silicio es 1.440ºC — deja de funcionar por varios motivos que el carburo de silicio evita.

Hasta hace poco, era muy difícil conseguir obleas SiC con el tamaño necesario para crear circuitos integrados complejos como el Vulcan II. Pero ahora, aseguran sus inventores, hemos llegado al punto en que podemos usarlo para construir chips que tengan las funciones necesarias para soportar una misión en Venus.

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El circuito integrado de carburo de silicio del sistema de radio Vulcan II (IEEE)

En su artículo, los ingenieros afirman las propiedades únicas del SiC para que un chip funciones a temperaturas y presiones venusianas. La primera, apuntan, es la fuerza crítica del campo eléctrico, el punto en el que un material empieza a conducir electricidad de forma incontrolada. En el caso de un chip SiC es diez veces más alta que uno normal, abriendo la puerta a chips más pequeños que puedan funcionar a los voltajes necesarios para operar en Venus.

La segunda propiedad fundamental es su altísima conductividad termal, que hace que el calor generado pueda ser disipado con una velocidad solo igualada por el diamante. Así, el Vulcan II puede mantener una baja temperatura operativa incluso usando un radiador pasivo.

Por último está la baja concentración intrínseca de portadores térmicos de carga a temperatura ambiente. Esta baja concentración evita que el aumento de temperatura interfiera con el flujo de electrones. Es la propiedad más importante de la tres, aseguran, para que el chip Vulcan II pueda funcionar en la superficie de este planeta.

placeholder Otro de los circuitos SiC del equipo sueco-americano. (IEEE)
Otro de los circuitos SiC del equipo sueco-americano. (IEEE)

El equipo sueco-americano ha construido 40 circuitos diferentes hasta este momento, afirman. Y aunque recuerdan que solo los han probado a 500 grados centígrados solo durante dos semanas, apuntan a los estudios del NASA Glenn Research Center, que han sometido a otros circuitos a las condiciones de Venus durante 60 días en su cámara de simulación del entorno venusiano.

Por qué tenemos que ir a Venus

Si te estás preguntando por qué hay que gastar cientos de millones en ir a un sitio tan inhóspito como Venus si no podemos colonizarlo o explotarlo para materias primas, la respuesta está aquí mismo, en la Tierra.

Venus está considerado como nuestro planeta gemelo, con un tamaño y gravedad muy similar. En el pasado, los científicos sospechan que podría haber tenido océanos de agua y una atmósfera parecida a la terrestre en vez de ser una pesadilla con temperaturas imposibles y una atmósfera de dióxido de carbono con nubes de ácido sulfúrico que destruiría casi cualquier forma de vida terrestre en segundos (digo casi porque existe la posibilidad de que haya vida microscópica extremófila).

placeholder Concepto de un pequeño rover en Venus (NoEmotion)
Concepto de un pequeño rover en Venus (NoEmotion)

Para la ciencia, entender Venus es vital para entender la Tierra y su posible futuro. Responder a preguntas como qué eventos precipitaron el cambio de Venus y qué procesos químicos suceden en su atmósfera nos dará pistas de lo que podemos esperar aquí y qué debemos vigilar.

De hecho, Venus ya ha sido la clave para descubrir y entender fenómenos como el efecto invernadero producido por la emisión de CO2 — que está contribuyendo a que la temperatura global suba década tras década — o la destrucción de la capa de ozono que filtra la radiación ultravioleta que destruiría la vida en la Tierra.

Mario Molina y Sherry Rowland recibieron el premio Nobel de química por un estudio en el que identificaron el papel de los gases CFC en la destrucción de la capa de ozono que nos protege contra los rayos ultravioleta. Ese estudio estaba fundamentado en otros, entre ellos la observación del CO2 en la atmósfera venusiana realizados por científicos del MIT.

placeholder Lanzamiento de una sonda medidora de ozono en el círculo polar antártico (Robert Schwarz/University of Minnesota)
Lanzamiento de una sonda medidora de ozono en el círculo polar antártico (Robert Schwarz/University of Minnesota)

Los modelos de la química atmosférica en Venus llevaron a Molina y Rowland a concluir que los mismos fenómenos estaban ocurriendo en la atmósfera terrestre sin que nos diéramos cuenta: el ozono estaba siendo destruido por los gases CFC que antes eran usados en frigoríficos, aires acondicionados y otras máquinas. Gracias a ese descubrimiento, y a pesar de los negacionistas de la época, se firmaron los protocolos de Montreal en 1987. Estos acuerdos limitaron el uso de CFCs y, en estos momentos, están resultando en una reducción gradual de la destrucción de este gas fundamental para nuestra supervivencia.

Como apunta Carl Sagan en su libro Pale Blue Dot, el estudio de Venus nos salvó de un peligro inminente. De ahí la necesidad de seguir investigando allí y en otros planetas. Conocer nuestro sistema solar es fundamental para descifrar nuestro pasado, elegir nuestro futuro y garantizar nuestra supervivencia en la Tierra y más allá.

Tecnología Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT)
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