Barion Pixel

- Hirdetés -

3D nyomtatás az űrben: így készülhetnek a jövő műholdantennái

A kilövések egyik legnagyobb problémáját oldaná fel, ha minden műhold csak az orbitális pályára érve nyomtatná ki az antennáját. Ennek prózai okai vannak: nem elég, hogy az alkatrész nagy és nehéz, még tányér formájú is, ami végképp pokoli kihívássá teszi, hogy jól illeszkedjen egy rakétaburkolat alá. Mivel mindenki jobban járna, ha az antennát nem a végleges alakjában kellene felbocsátani, a Mitsubishi Elektronikai Kutató Laboratórium (MERL) nekifeszült a feladatnak és rálelt a – természetesen additív – megoldásra.

A cambridge-i kutatók kifejlesztették azt a 3D-nyomtatási technológiát, amivel a szatellitek antennája a földkörüli pályán is előállítható – írja az IEEE Spectrum. Hab a tortán, hogy a MERL ötlete nemcsak kisebb és könnyebb műholdszerkezeteket ígér, hanem azt is, hogy a kész berendezés nagyobb mérettel, sávszélességgel és érzékenységgel fog rendelkezni, mint azok, amelyeket ma ismerünk. Ha mindez nem lenne elég: a speciális gyantából nem kell a hagyományos antennák tömegével megegyező mennyiség, hiszen azok sem az orbitális pályán végrehajtott feladatok, hanem a fellövés alatt rájuk nehezedő nyomás miatt masszívabbak és erősebbek – magyarán jelen formában a fellövésük indokolatlanul drága.

A MERL úgy kalkulál, hogy akár nyolcvan százalékkal kisebb tömegű antennák is megfelelően ellátnák a rájuk bízott feladatokat. Ezt a NASA és az ESA közös programjában fellőtt Cassini-Huygens adataiból számolták ki. Az űrszonda antennája klasszikus túlméretezett darab: négy méter átmérőjű és 105 kilogrammot nyom, viszont ha csak az űrben készült volna el 3D nyomtatással, akkor 80 értékes kilogrammot spórolhattak volna rajta a fellövés előtt.

William Yerazunis, a MERL vezető kutatója szerint még a kisebb műholdak esetében is szignifikáns tömeg- és költségcsökkenést lehet elérni, ha az antenna nem egyben indul útnak a Földről. A United Launch Alliance példáját hozva: az amerikai cég jelenleg 73 millió dollárt kér 15 metrikus tonna orbitális pályára juttatásáért, miközben ha csak öt százalékkal csökkenne egy-egy műhold tömege, akkor már néhány kilövésen is kb. 3,5 millió dollárt fognának a megrendelők.

Ez éppen 3,5 millió érv az űrben kinyomtatható antenna mellett, így még érdekesebb az alapanyag, ami nyilván nem lehet azonos a földi körülmények között használt gyantákkal, hiszen azok már vákuumkamrában tesztelve is felforrnak és mindent beszennyeznek. A speciális, fényérzékeny verzió ugyanakkor remekül extrudálható és vákuumban is megkeményedik, ami a maga műfajában világelső fejlesztés. Szinte mesekategória, de Yerazunis állítása szerint kb. ugyanakkora költséggel előállítható, mint a létező gyanták, ráadásul 400 fokig hőálló.

Az anyagot egy szelepen keresztül engedik ki az űrbe, amíg egy fokozatosan távolodó központi agy forgatásával, koncentrikus rétegenként el nem nyeri parabola alakját, hogy aztán a Nap UV-fényével érintkezve másodpercek alatt megkeményedjen. Annyi trükk persze kell hozzá, hogy a kész alakzatot még egy másik fúvókán át bevonják forró alumíniummal. Érdekes módon ezt az utóbbi megoldást a csomagolóiparból kölcsönözték, hiszen nagyon hasonló módon kerül vékony alumíniumréteg a chipses zacskók belsejére is. Az antenna űrbéli 3D nyomtatását egyelőre földi körülmények között, de sikeresen tesztelték. A következő lépés a megoldás skálázása lesz, hogy valódi műholdalkatrészt hozzanak létre, amit aztán orbitális pályára bocsátva szeretnének kipróbálni.

Gábor János, NEW technology

- Hirdetés -

NEW technology