Спътници печатат антените си направо в Космоса

Неотменна част от конструкцията на всеки изкуствен спътник и изследователски космически апарат е параболичната приемо-предавателна антена. С нейна помощ става приемането и предаването на радиосигнали от Земята. Проблемът е, че параболичните антени имат изключително важна роля, но са големи и тежки и е много трудно да се поберат и поставят под въздушните обтекатели на ракетите-носители. Но неотдавна изследователи и технолози от научно-изследователската лаборатория MERL / Mitsubishi Electric Research Laboratories/, разположена в щата Масачусетс в САЩ, разработиха технология за космически триизмерен печат. С негова помощ всеки космически апарат може сам да си напечата антена с всякакви размери, при това когато вече се намира в космическото пространство. Печатът на антената става със специален, свърхчувствителен полимер, който много бързо се втвърдява под ултравиолетовите слънчеви лъчи.

Този подход позволява да бъде отпечатана антена с необходимата сила и определена честотна лента. Така се решава и друг проблем. Космическите апарати, изстреляни от земната повърхност, са подложени на тежки g-натоварвания и вибрации. Следователно антените, както и други конструктивни елементи, трябва да бъдат проектирани и произведени така, че да издържат на натоварванията по време на стартиране, което води до още по-голямо увеличение на теглото, цената на антената и цената на изстрелването като цяло. Експертите на MERL са взели за пример мисията Cassini, стартирана през 1997 г. Апаратът има антена с диаметър 4 метра и тегло 105 килограма. Ако тази  машина можеше да отпечата антена в космоса, щеше да спести цели 80 килограма ценно тегло.  Ключов компонент на новата космическа технология за 3D печат е специалният състав на полимерния материал. „Ако поставите обикновен полимер или смола във вакуумна камера, тя ще започне да кипи, да се изпарява и да замърсява всичко наоколо“, обясняват изследователите. Така че технолозите трябваше да разработят специална формулировка на базиран в космоса светлочувствителен полимер - под вакуум и втвърдяване за секунди на слънчева светлина. Освен това, след втвърдяване, полимерът може да издържа на температури до 400 градуса по Целзий. И най-важното е, че производството на космически полимер не е по-скъпо от производството на конвенционални полимери.

В лабораторията си във вакуумна камера специалистите от MERL вече са разпечатали прототип на параболична антена с диаметър 165 милиметра. Както показаха тестовете, тази антена има усилване от 23,5 dB при честота от 13,5 гигахерца, т.е. в стандартната комуникационна лента Ku. Следващата стъпка ще бъде отпечатването на антената във вакуумна камера в ниска земна орбита при нулева гравитация и едва тогава сателитът CubeSat ще отпечата собствената си антена, кгато е в условия на реално пътуване в Космоса. По-нататъшното усъвършенстване на технологията на космическия триизмерен печат ще позволи на устройствата да отпечатват не само антени, но и свързани конструктивни елементи, всякакви стелажи, стопове, скоби и др. Това от своя страна също ще намали теглото на товара и разходите за изстрелването им в космоса.