ICARUS - Integrated Circuits for electrically powered spAcecraft pRopulsion Using Silicon carbide

Enligt den grekiska mytologin försökte Icarus undkomma svårigheter med hjälp av nyfunnen teknik; vingar av fjäder och vax. Övertro på denna tekniks tillförlitlighet orsakade hans död, när han flög alltför nära solen smälte vaxet i vingarna och han föll till sin död. Kiselkarbid (SiC) är en modern halvledarteknologi, med vilket man har demonstrerat krafthalvledarswitchar som kan blockera höga elektriska fält, integrerade kretsar som kan arbeta vid temperaturer över 500 °C och tålighet i strålningsrika miljöer. Den banbrytande idén i projektet ICARUS är att demonstrera integrerade kretsar för högspänning i SiC, som kan blockera 5000 V eller mer. Vi förutser flera tillämpningar inom rymdindustrin som kan dra nytta av den lägre vikt, lägre volym och högre tillförlitlighet som integrerade kretslösningar erbjuder. Det banbrytande tillämpningsexemplet är elektrisk framdrivning av rymdfarkoster. Tanken är inte ny i sig, men användningen av SiC i denna tillämpning är det. Tack vare nio gånger högre kritiskt elektriskt fält i SiC jämfört med kisel, är det möjligt att nå sådana höga spänningar i en integrerad krets med rimliga laterala och vertikala dimensioner. Baserat på 25 års erfarenhet av SiC-teknik, kommer vi att använda egenutformade SiC kretsar byggda med moderna högspänningsströmbrytare avsedda att blockera höga elektriska fält. Målet med projektet ICARUS är att demonstrera integrerade kretsar för elektrisk framdrivning av rymdfarkoster med användning av kiselkarbid och att hitta gränserna för materialet SiC genom att "närma oss solen", samtidigt som vi förhoppningsvis undviker Icarus öde. Projekt ICARUS kommer att göra det möjligt för Sverige och Europa att matcha eller överträffa USA:s kapacitet inom rymden och andra tuffa miljöer.

Dnr
2020-00261
Projektledare
Carl-Mikael Zetterling
Institution
Kungliga Tekniska högskolan, KTH
2021
657 kkr
2022
1 811 kkr
2023
1 915 kkr
2024
1 994 kkr
2025
1 000 kkr
Totalt beviljat bidrag
7 377 kkr