NASA teknolojisi, potansiyel olarak oyunun kurallarını değiştiren anten tasarımına hayat veriyor

Yaklaşık 30 yıl önce, Christopher Walker adında genç bir mühendis, akşam evde çikolatalı puding yaparken annesinden çok tesadüfi bir telefon aldı.

Çağrıyı kabul ederek ocağı kapattı ve pudingi taze tutmak için tencerenin üzerine streç film gerdi. Geri döndüğünde, tenceredeki soğuyan hava sargıyı içbükey bir şekle sokmuştu ve o çarpık plastikte, ona uzay temelli devrim yaratabilecek bir fikir veren bir şey gördü -tepedeki bir ampulün büyütülmüş yansıması. algılama ve iletişim.

Bu fikir, günümüzün konuşlandırılabilir antenlerinin çok küçük bir kısmını oluşturan geniş toplama açıklıkları oluşturan şişirilebilir bir cihaz olan Büyük Balon Reflektörü (LBR) haline geldi. Şimdi, NASA’nın çeşitli kaynaklardan ileri görüşlü yenilikleri destekleyen Uzay Teknolojisi Misyon Direktörlüğü tarafından finanse edilen Yenilikçi Gelişmiş Konseptler (NIAC) programının yardımıyla Walker’ın onlarca yıllık vizyonu meyvelerini veriyor.

Konsept, şişirilmiş bir kürenin iç yüzeyinin bir kısmını parabolik bir antene dönüştürüyor. Balonun iç yüzeyinin yaklaşık üçte birini oluşturan bölüm, ona yansıtıcı özellikler kazandıracak şekilde alüminize edilmiştir.

Walker, NIAC finansmanı ve ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı’ndan alınan bağışla, dev bir balonla stratosfere taşınan 33 fit çapında (10 metre) bir LBR için teknolojiler geliştirip göstermeyi başardı. Karşılaştırma için, NASA’nın devasa James Webb Uzay Teleskobu’nun açıklığının çapı 21 feet’in (6,5 metre) üzerindedir.

Şu anda Tucson’daki Arizona Üniversitesi’nde astronomi ve optik mühendisliği profesörü olan Walker, “NASA’da bunu başlatacak NIAC’tan başka yer yoktu” diyor. “İlk başta bu fikri meslektaşlarımla paylaşmaktan korktum çünkü kulağa çok çılgınca geliyordu. NASA içinde radikal fikirlere gerçekten bakacak bir programa ihtiyacınız var ve NIAC da o.”

Parabolik çanak antenler, elektromanyetik radyasyonu yakalamak ve yoğunlaştırmak için içbükey şeklini kullanır. Antenin çapı veya açıklığı ne kadar büyük olursa, ışığı veya radyo dalgalarını yakalamak ve radyo sinyallerini uzak mesafelere iletmek o kadar etkili olur.

Astronomide, uzaydan gelen sinyalleri bozan veya bozan teleskopları Dünya atmosferinin üzerine yerleştirmenin çok büyük bir avantajı vardır. Buradaki zorluk, geleneksel büyük reflektör antenlerin ağır, hantal olması ve istiflenmesinin zor olması, fırlatma kısıtlamalarına ve riskli uzay içi dağıtım planlarına yol açmasıdır.

LBR tasarımı her iki sorunu da çözer. İnce bir film yapısından yapılmış olup, plaj topu gibi şişer, hacimli ve karmaşık konuşlandırılabilir donanıma ihtiyaç duymadan sabit bir parabolik çanak şekli sağlar ve küçük bir hacim halinde katlanabilir.

Walker’ın teknolojiyi geliştirmek ve pazarlamak için kurduğu bir şirket olan Freefall Aerospace, 2018 yılında, 3,28 fit ölçekli bir modeli 159.000 fit yüksekliğe taşıyan NASA’nın stadyum boyutlu stratosferik balonunda LBR’nin potansiyelini gösterdi.

Teknolojinin bir sonraki adımı, CatSat adı verilen, yaklaşık bir ayakkabı kutusu büyüklüğünde, 6 üniteli CubeSat ile alçak Dünya yörüngesinde yüksek hızlı bir iletişim gösterimidir. NASA’nın CubeSat Fırlatma Girişimi kapsamında 2019’da uçuş için seçildi. NASA, Freefall Aerospace, Arizona Üniversitesi ve Tucson, Arizona’daki Rincon Research Corporation’ın katıldığı ortak bir çabadır.

CatSat’ın şişirilebilir anten dağıtım sistemi, alçak Dünya yörüngesine ulaştıktan sonra konteynerinden açılacak, yaklaşık 1,5 feet çapa kadar şişecek ve yüksek çözünürlüklü Dünya fotoğraflarını geri göndermeye başlayacak. Misyonun, Nanosatellites Eğitimsel Fırlatma (ELaNa) 43 misyonunun bir parçası olarak Firefly Aerospace’in Alpha roketindeki diğer birkaç CubeSats ile birlikte fırlatılması planlanıyor.

Daha iddialı bir ay misyonu konsepti de araştırılıyor. NASA’nın Greenbelt, Maryland’deki Goddard Uzay Uçuş Merkezi, şişirilebilir anteni, kritik bir keşif kaynağı olan suyu tespit etmek için hassas bir şekilde kalibre edilmiş minyatür, yüksek güçlü bir lazer olan Yerinde Kaynak Kullanımı için Terahertz Spektrometresi adı verilen yeni bir cihazla birlikte kullanacak.

Walker, “CatSat’ın gösterdiği teknoloji, CubeSats kullanılarak gelecekteki ay, gezegen ve derin uzay görevlerine kapı açıyor” dedi.

Tüm bunların, genç bir mühendisin bir akşam yemeği fikrinin, çoğu kişinin tatlı olarak değerlendireceği bir fikir olması nedeniyle başladığına inanmak zor olabilir. Öte yandan kanıtın pudingte olduğu söylenebilir.