Günümüz teknolojisiyle, klasik bir uzayaracının Güneş’ten sonraki bize en yakın yıldız olan Alpha Centauri’ye ulaşması 18 bin yıl alır. Ancak hesaplamalar gösteriyor ki, bir silisyum çipten yapılan nano-uzay aracı ışık hızının beşte biri hızla yol alarak sadece 20 yılda bu yolculuğu tamamlayabilir. Problem ise böyle bir “uzay-çipi”nin yoğun radyasyon ve derin uzayın sıcaklık dalgalanmalarına karşı nasıl hayatta kalacağı ile ilgili. Bu probleme ilişkin umut vaat edici bir gelişme yaşandı. ABD’den NASA ve Güney Kore’den Kore İleri Bilim ve Teknoloji Enstitüsü’nden (KAIST) araştırmacılar yolculuğu yapacak çipin kendisini tam anlamıyla iyileştirmesine yardımcı olacak bir yöntem geliştirdiler.
Halihazırda böyle yıldızlararası bir yolculuğa çıkacak bir çipin yolculuğu tamamlama mücadelesini en yükseğe çıkarmak için üç yol var. Bunlardan en açık olanı radyasyondan korunmak için metal bir kalkan eklemek ama bu bizim küçük, hafif uzay aracımız olan çipi amacından saptırır ve hantallaştırır. Bir çipi uzaya göndermenin ve yolculuğa çıkarmanın en avantajlı yanı hafif olması, bozmamamız gerekiyor bunu. Diğer taraftan, gökbilimciler bu küçük uzayaracımızın radyasyona maruz kalmasını en aza indirecek bir yol seçebilir. Yine bir sorunumuz var, yolu değiştirmek bu yolculuğun süresini artıracağı için hesaba katılmayan beklenmedik tehlikeleri açığa çıkarabilir. Zaman önemli.
Üçüncü yöntem ki, bu yöntem yazımıza konu alan araştırmanın odak noktasıdır. Radyasyon duyarlı veya uyumlu devre tasarımı diğer iki yöntemin aksine yolculuğun süresini artıracak bir çözüm sunmuyor. Güney Kore’deki KAIST araştırmacıları daha önce “gate-all-around” nanotel transistörü (GAA FET) geliştirmişlerdi. Yeni çalışmada ise bu transistör üzerinde çalışıldı. Gate-all-around nanotel transistörde, nanotelin etrafını geçit sarar ve elektronların kendi üzerinden akmasını sağlar veya engeller. Çift kontak altlığı akımın kanal ve onu saran geçit boyunca 10 nano saniyenin altında 900° C’nin üzerinde ısınarak akmasına izin verir. Bu ısının radyasyon ve stres yoluyla oluşan performans bozulmasını düzelttiği gösterilmiştir.
İşte kendini-iyileştirme adını sağlayan bu ısınma sistemi bir silisyum çip uzayaracı için kritik önemde olan üç farklı bileşen olan bir mikroişlemci, DRAM bellek ve bir flash bellek sürücüsü için test edilmişti. Tümünde, sistem aygıtın ömrünü uzatacak ve radyasyonun neden olacağı herhangi bir kusurla tekrar tekrar baş edecek şekilde çalıştı. Görünen o ki, flash bellek 10 bin kere tamir edilebilirken DRAM bellek için bu süreç 1012 kere tekrarlanabilir.
GAA nanotel transistörlerin çok küçük devrelere imkan vermesi ve kozmik ışınlarına karşı dayanıklılığı göz önüne alındığında, araştırmacılar uzun mesafeli uzay yolculukları yapmak için bu teknolojinin sürdürülebilir nano-uzayaracı için bir fırsat sunduğu sonucuna vardıklarını belirtiyorlar. Yaptıkları çalışmanın bulgularını geçtiğimiz hafta ABD’de San Francisco’da düzenlenen Uluslararası Elektron Aygıtları Toplantısı’nda (IEDM) sundular. Bu sunumları ile ilgili makaleye KAIST’ın web sitesinden ulaşabilirsiniz.
Bu araştırma bir silisyum temelli çipi alalım hemen uzaya gönderelim anlamına gelmiyor. Çünkü uzayda süzülen toz ve gazlı kozmik çarpışmalar gibi radyasyondan başka tehditler de var. Bunların da üstesinden gelmek gerekir. Risklerin daha iyi değerlendirilerek tasarlandığı bir proje güneş enerjisiyle enerjisini alan küçük bir çip uyduyu çok uzaklara göndermek için elbette bir gün hazırlanabilir.
Gökhan Atmaca, MSc.
Takip: twitter.com/kuarkatmaca
İletişim: facebook.com/anadoluca
Referanslar:
IEEE Spectrum
New Atlas
ScienceAlert
