ओरिगामी-प्रेरित अँटेना लहान उपग्रहांना खूपच मोठा आवाज देऊ शकतो

कागद दुमडण्याचा सिद्धांत आता अवकाश हार्डवेअरमध्ये रूपांतरित होत आहे

Institute of Science Tokyo येथील अभियंत्यांनी लहान उपग्रहांसाठी ओरिगामी-प्रेरित अँटेना सादर केला आहे, जो आधुनिक कमी-खर्चाच्या अवकाशप्रवासातील सर्वात सातत्याने दिसणाऱ्या मर्यादांपैकी एक सोडवण्यात मदत करू शकतो: आकार आणि वजनाचे फायदे न गमावता छोट्या अंतराळयानांना अधिक मजबूत संप्रेषण कसे द्यायचे, जे त्यांना आकर्षक बनवतात.

Universe Today कडील दिलेल्या स्रोत मजकुरानुसार, ही नवी रचना CubeSats साठी तयार करण्यात आली आहे. हे मानकीकृत सूक्ष्म उपग्रह विद्यापीठे, स्टार्टअप्स आणि अवकाश संस्थांसाठी कक्षेत प्रवेश अधिक सुलभ करतात. CubeSats स्वस्त, कॉम्पॅक्ट आणि प्रयोगांसाठी उपयुक्त असतात, पण त्यांची एक परिचित मर्यादा आहे. त्यांचा आकार लहान असल्यामुळे सहसा अँटेना लहान असतो, आणि लहान अँटेना म्हणजे कमकुवत सिग्नल. जेव्हा एखाद्या मोहिमेला दूर अंतरावरून डेटा विश्वासार्हपणे पाठवायचा असतो, तेव्हा ही एक गंभीर समस्या ठरते.

कक्षेत उघडणारा कॉम्पॅक्ट पॅकेज

या टीमचे समाधान “flasher” origami pattern वापरते, ही अशी folding पद्धत आहे जी सपाट पृष्ठभागाला कॉम्पॅक्ट स्टॅकमध्ये दुमडू देते आणि नंतर कार्यक्षमतेने उघडू देते. साठवलेल्या अवस्थेत, अँटेना प्रणाली 10 सेंटीमीटर चौकोनी आणि 6 सेंटीमीटर खोल अशा बॉक्समध्ये बसते. लेखानुसार त्याचे वजन फक्त 64 ग्रॅम आहे, म्हणजेच एका लहान चॉकलेट बारएवढे.

कक्षेत सोडल्यावर, preset shape मध्ये परत येण्यासाठी तयार केलेल्या सामग्रीपासून बनलेल्या booms च्या मदतीने ही रचना तिच्या packed size च्या सुमारे अडीच पटपर्यंत उघडते. लहान अंतराळयानात प्रत्येक अतिरिक्त ग्रॅम आणि घन सेंटीमीटरसाठी स्पर्धा असते, त्यामुळे ही deployment रणनीती महत्त्वाची आहे. या रचनेचे मूल्य फक्त ती उघडते एवढेच नाही. CubeSat मोहिमांच्या कडक packaging मर्यादांमध्ये राहून ती तसे करते, हे खरे महत्त्वाचे आहे.

कापड, सर्किट्स आणि दिशात्मक नियंत्रण

हा अँटेना conductive आणि dielectric textiles पासून बनवलेली लवचिक दोन-स्तरीय membrane म्हणून वर्णन केला आहे. पृष्ठभागावरून radio waves कसे परावर्तित होतात हे नियंत्रित करण्यासाठी लहान U-shaped circuit elements थेट कापडात sew केले आहेत. त्यामुळे ही प्रणाली reflectarray antenna बनते, जी साध्या low-gain surface पेक्षा radio performance अधिक प्रभावीपणे केंद्रित आणि steer करू शकते.

मऊ साहित्य आणि embedded circuitry यांचे हे मिश्रण या कथेतले सर्वात आकर्षक पैलूंपैकी एक आहे. यामुळे अशा spacecraft components कडे मार्ग सूचित होतो जे पॅक केलेले असताना फक्त लहानच नसतात, तर पारंपरिक कडक संरचनांपेक्षा मूलत: हलके आणि अधिक अनुरूप असतात. हा दृष्टिकोन अंतराळातील परिस्थितीत ठोस ठरला, तर त्याचा परिणाम अँटेना इतकाच मर्यादित राहणार नाही.

लहान मोहिमांच्या भविष्यासाठी हे का महत्त्वाचे आहे

CubeSats ने प्रवेश खर्च कमी करून अवकाश प्रवेश लोकशाहीकृत केला आहे, पण संप्रेषण अजूनही सर्वात कठीण bottlenecks पैकी एक आहे. उपकरणे लहान होऊ शकतात. computing अधिक कार्यक्षम होऊ शकते. launch rides shared करता येतात. पण अंतराळयान जर पुरेसा उपयुक्त डेटा घरी पाठवू शकत नसेल, तर मोहिमेचे मूल्य पटकन कमी होते. म्हणूनच या विभागात अँटेना नवकल्पना इतकी महत्त्वाची आहे.

प्रभावी deployable system लहान उपग्रहांसाठी हाताळता येणाऱ्या मोहिमांची व्याप्ती वाढवू शकते, विशेषतः अधिक चांगल्या downlink performance ची गरज असलेल्या विज्ञान आणि तंत्रज्ञान प्रात्यक्षिकांसाठी. मोठ्या अंतराळयानांसाठी बजेट किंवा जोखमीची तयारी नसलेल्या संस्थांसाठी deep-space किंवा अधिक संप्रेषण-प्रधान मोहिमा देखील ते अधिक शक्य करू शकते.

ही संकल्पना अजूनही research-stage विकास आहे, आधीच तैनात झालेला मानक नाही. पण तिच्यामागील engineering logic मजबूत आहे आणि ती ज्या मर्यादा हाताळते त्या वास्तविक आहेत. प्राचीन folding art कडून आधुनिक कक्षीय समस्या सोडवण्याची प्रेरणा घेऊन, अवकाश हार्डवेअरमधील नवकल्पना ही propulsion किंवा computing इतकीच geometry बद्दलही असते, याची ही योजना आठवण करून देते. लहान उपग्रहांसाठी, उत्तम fold कदाचितच उत्तम भविष्य ठरेल.

हा लेख Universe Today च्या अहवालावर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.