ओरिगामी-प्रेरित एंटेना छोटे उपग्रहों को कहीं ज्यादा मजबूत आवाज दे सकता है

कागज़ मोड़ने के एक सिद्धांत को अब अंतरिक्ष हार्डवेयर में बदला जा रहा है

Institute of Science Tokyo के इंजीनियरों ने छोटे उपग्रहों के लिए एक ओरिगामी-प्रेरित एंटेना पेश किया है, जो आधुनिक कम-लागत अंतरिक्ष उड़ानों की सबसे लगातार सीमाओं में से एक को हल करने में मदद कर सकता है: छोटे अंतरिक्ष यानों को आकार और वजन के उन फायदों से समझौता किए बिना अधिक मजबूत संचार देना, जो उन्हें पहले स्थान पर आकर्षक बनाते हैं।

Universe Today से उपलब्ध स्रोत-पाठ के अनुसार, यह नया डिज़ाइन CubeSats के लिए बनाया गया है, यानी मानकीकृत लघु उपग्रह, जिन्होंने विश्वविद्यालयों, स्टार्टअप्स और अंतरिक्ष एजेंसियों के लिए कक्षा तक पहुंच का विस्तार किया है। CubeSats सस्ते, कॉम्पैक्ट और प्रयोगों के लिए उपयोगी हैं, लेकिन इनमें एक परिचित सीमा होती है। उनका छोटा आकार आमतौर पर छोटे एंटेना का मतलब होता है, और छोटे एंटेना कमजोर संकेतों का कारण बनते हैं। जब किसी मिशन को लंबी दूरी तक भरोसेमंद ढंग से डेटा भेजना हो, तब यह गंभीर समस्या बन जाती है।

एक कॉम्पैक्ट पैकेज जो कक्षा में फैल जाता है

टीम का समाधान “flasher” ओरिगामी पैटर्न का उपयोग करता है, जो एक मोड़ने की विधि है जो किसी सपाट सतह को कॉम्पैक्ट ढेर में समेटने और फिर कुशलता से तैनात होने देती है। संग्रहित अवस्था में, एंटेना प्रणाली 10 सेंटीमीटर वर्ग और 6 सेंटीमीटर गहरे बॉक्स में समा जाती है। लेख के अनुसार इसका वजन केवल 64 ग्राम है, जो लगभग एक छोटे चॉकलेट बार के बराबर है।

कक्षा में छोड़े जाने के बाद, यह संरचना अपनी पैक की गई अवस्था के आकार से लगभग ढाई गुना तक खुलती है, और इसमें ऐसे booms का उपयोग होता है जो सामग्री से बने हैं और पूर्व-निर्धारित आकार में वापस उछलने के लिए इंजीनियर किए गए हैं। यह तैनाती रणनीति महत्वपूर्ण है क्योंकि छोटे अंतरिक्ष यान पर हर अतिरिक्त ग्राम और घन सेंटीमीटर के लिए प्रतिस्पर्धा होती है। इस डिज़ाइन का मूल्य केवल इतना नहीं है कि यह खुलता है। मूल्य यह है कि यह CubeSat मिशनों की सख्त पैकेजिंग सीमाओं के अनुकूल रहते हुए ऐसा करता है।

कपड़े, सर्किट और दिशात्मक नियंत्रण

एंटेना को एक लचीली दो-परत झिल्ली के रूप में वर्णित किया गया है, जो conductive और dielectric textiles से बनी है। छोटे U-आकार के सर्किट तत्व सीधे कपड़े में सिले गए हैं ताकि यह नियंत्रित किया जा सके कि रेडियो तरंगें सतह से कैसे परावर्तित होती हैं। इससे यह प्रणाली एक reflectarray antenna बन जाती है, ऐसा डिज़ाइन जो साधारण low-gain सतह की तुलना में रेडियो प्रदर्शन को अधिक प्रभावी ढंग से केंद्रित और निर्देशित कर सकता है।

नरम सामग्रियों और एम्बेडेड circuitry का यह संयोजन कहानी के सबसे आकर्षक पहलुओं में से एक है। यह ऐसे अंतरिक्ष यान घटकों की दिशा दिखाता है जो केवल पैक होने पर छोटे नहीं, बल्कि पारंपरिक कठोर संरचनाओं की तुलना में मूल रूप से हल्के और अधिक अनुकूलनीय भी हैं। यदि यह दृष्टिकोण अंतरिक्ष परिस्थितियों में भरोसेमंद साबित होता है, तो इसका असर केवल एंटेना तक सीमित नहीं रह सकता।

छोटे मिशनों के भविष्य के लिए इसका महत्व

CubeSats ने प्रवेश-लागत कम करके अंतरिक्ष पहुंच को अधिक लोकतांत्रिक बनाया है, लेकिन संचार को छोटा करना सबसे कठिन बाधाओं में से एक बना हुआ है। उपकरण छोटे हो सकते हैं। कंप्यूटिंग अधिक कुशल हो सकती है। प्रक्षेपण साझा किए जा सकते हैं। लेकिन अगर अंतरिक्ष यान पर्याप्त उपयोगी डेटा वापस नहीं भेज सकता, तो मिशन का मूल्य तेजी से घट जाता है। यही कारण है कि इस क्षेत्र में एंटेना नवाचार इतना महत्वपूर्ण है।

एक प्रभावी deployable प्रणाली छोटे उपग्रहों के लिए संभावित मिशनों की सीमा बढ़ा सकती है, खासकर विज्ञान और प्रौद्योगिकी प्रदर्शनों के लिए जिन्हें बेहतर downlink प्रदर्शन की आवश्यकता होती है। यह गहरे अंतरिक्ष या अधिक संचार-गहन मिशनों को उन संस्थानों के लिए भी अधिक संभव बना सकती है जिनके पास बड़े अंतरिक्ष यानों के लिए बजट या जोखिम सहनशीलता नहीं है।

यह अवधारणा अभी शोध-स्तर के विकास की अवस्था में है, न कि पहले से तैनात मानक के रूप में। लेकिन इसके पीछे की इंजीनियरिंग तर्कसंगत है और जिन बाधाओं को यह संबोधित करती है, वे वास्तविक हैं। एक प्राचीन folding art से प्रेरणा लेकर आधुनिक कक्षीय समस्या का समाधान करते हुए, यह परियोजना याद दिलाती है कि अंतरिक्ष हार्डवेयर में नवाचार अक्सर propulsion या computing जितना ही geometry के बारे में भी होता है। छोटे उपग्रहों के लिए, शायद बेहतर fold ही बेहतर भविष्य साबित हो।

यह लेख Universe Today की रिपोर्टिंग पर आधारित है। मूल लेख पढ़ें.