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去金星,有了赴汤蹈火的计算机

2017-08-16山东省莒南县第八中学史峰

农村青少年科学探究 2017年5期
关键词:耐高温碳化硅金星

山东省莒南县第八中学 史峰

去金星,有了赴汤蹈火的计算机

山东省莒南县第八中学 史峰

在太阳系中,金星是距离地球最近的一颗行星,也是夜空中亮度仅次于月球的一颗行星。既然金星距离地球这么近,又这么美,咋不上去看看呢?

一、金星其实是“地狱”

金星与地球大小相近,因此最初人类憧憬金星也是生命之星,期望有金星人。但随着观测能力的提升,人类发现金星上环境的恶劣程度超乎想象,近乎地狱。

金星由一层厚重的大气层包裹着,大气中充满二氧化碳,密度是地球大气的一百倍,所以金星大气压也是地球的一百倍,一个人就算是身披铁甲站在金星上,也会被压扁。

超量的二氧化碳,不断吞食太阳热量,引发温室效应。金星的温室效应比地球强烈得多,太阳热量到达金星基本上是只聚不散,导致其温度已经接近500摄氏度了。这么高的温度,没有生物能够存活。

金星大气中除了二氧化碳,还有强硫酸,想穿越硫酸层到达金星表面,难度极大。探测器就算穿越了金星大气层,有机会降到金星表面,也是危机四伏。因为金星表面有数千个火山,探测器一屁股落在火山口的机率很大。

二、短命的金星探测器

金星环境恶劣如地狱,但科学家们还是期望借助探测器到达金星,与金星来次亲密接触。人类曾向金星发射了数十颗探测器,但直接获取的资料不多,因为许多探测器都“死在”金星上了。

前苏联迎难而上,自1961年到1983年共向金星发射了16颗探测器。这些探测器有的在半路上迷途失踪,有的则经历了千难万险,成功到达了金星表面。

其中最为英勇的“金星12号”在穿越金星云层的时候,探测到云层里频繁的闪电和隆隆雷声,接着便遭受了强酸雨。尽管它最终成功在金星表面着陆,但在高温高压的恶劣条件下,它只工作了100分钟就丢了“性命”。再坚硬的外壳也无法长时间抵抗金星的严酷伤害呐!

三、赴汤蹈火的计算机

金星有许多未解之谜,要想深入了解金星,揭开它的神秘面纱,探测器只在上面工作100分钟显然是不够的。如果有可以赴汤蹈火的计算机,替人类在金星表面长时间工作,就可以获得更多的金星资料了。

计算机能不能耐高温,关键看它的核心部件芯片能不能耐高温。芯片相当于计算机的大脑,只要能造出烧不坏的大脑,再让其他部件耐住高温就只是小菜一碟。

制造计算机芯片的主要材料是硅,硅芯片的耐温极限是250摄氏度,计算机硅芯片在250摄氏度的极端条件下,会立即布置“关机动作”,然后被烧毁。看来,用硅芯片制造耐高温计算机登陆火星的办法是行不通了。

此路不通,另辟蹊径。科学家抛弃传统硅芯片,改用碳化硅芯片,这样可以将芯片的耐受温度从250摄氏度提高到500摄氏度以上。

碳化硅在自然界中属于极稀有矿物,不易得,但却可以用天然硅、煤焦、木屑在高温条件下大量合成。怪不得碳化硅这么抗高温呢,原来人家事先经“大火”烧过了呀。

在模拟金星环境的条件下,碳化硅芯片计算机在500摄氏度的极端条件下,持续工作了521小时,大约相当于22天。并且这还是科学家主动关机的结果,如果不主动关机,碳化硅芯片计算机还能撒欢运转。这和先前的探测器在金星上只能工作100分钟的结果相比,真的可以算是“神突破”了……

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