ఓరిగామి ప్రేరణతో రూపొందిన యాంటెనా చిన్న ఉపగ్రహాలకు చాలా పెద్ద స్వరం ఇవ్వొచ్చు

కాగిత మడత సూత్రం అంతరిక్ష హార్డ్‌వేర్‌గా మారుతోంది

Institute of Science Tokyoలోని ఇంజినీర్లు చిన్న ఉపగ్రహాల కోసం ఓరిగామి ప్రేరణతో రూపొందిన యాంటెనాను ఆవిష్కరించారు. ఇది ఆధునిక తక్కువ ఖర్చు అంతరిక్ష ప్రయాణంలో అత్యంత స్థిరమైన పరిమితుల్లో ఒకటైన, చిన్న అంతరిక్ష నౌకలకు వాటిని ఆకర్షణీయంగా 만드는 పరిమాణం, బరువు ప్రయోజనాలను కోల్పోకుండా బలమైన కమ్యూనికేషన్లు ఎలా అందించాలనే సమస్యను పరిష్కరించడంలో సహాయపడవచ్చు.

Universe Today అందించిన మూల పాఠ్య ప్రకారం, ఈ కొత్త డిజైన్ CubeSats కోసం రూపొందించబడింది. ఇవి ప్రామాణికంగా రూపొందించిన సూక్ష్మ ఉపగ్రహాలు; వీటి వల్ల విశ్వవిద్యాలయాలు, స్టార్టప్‌లు, అంతరిక్ష సంస్థలకు కక్ష్యలోకి ప్రవేశం మరింత విస్తరించింది. CubeSats చౌక, కాంపాక్ట్, ప్రయోగాలకు ఉపయోగకరం, కానీ వీటికి సాధారణంగా ఒక తెలిసిన పరిమితి ఉంటుంది. వాటి చిన్న పరిమాణం అంటే సాధారణంగా చిన్న యాంటెనాలు, చిన్న యాంటెనాలు అంటే బలహీన సంకేతాలు. దీర్ఘ దూరాల్లో డేటాను నమ్మదగిన రీతిలో పంపాల్సిన మిషన్‌లో ఇది తీవ్రమైన సమస్యగా మారుతుంది.

కక్ష్యలో విప్పుకునే చిన్న ప్యాకేజీ

ఈ బృందం “flasher” origami pattern ను ఉపయోగించింది. ఇది ఒక సపాట ఉపరితలాన్ని కాంపాక్ట్ స్టాక్‌గా మడిచి, తరువాత సమర్థవంతంగా విప్పే folding method. నిల్వ చేసిన స్థితిలో, యాంటెనా వ్యవస్థ 10 సెంటీమీటర్లు చదరపు, 6 సెంటీమీటర్లు లోతు ఉన్న బాక్స్‌లో ఇమిడిపోతుంది. కథనం ప్రకారం దీని బరువు కేవలం 64 గ్రాములు, అంటే చిన్న చాక్లెట్ బార్ దాదాపు అంతే.

కక్ష్యలో విడుదలైన తర్వాత, preset shape కి తిరిగి spring అయ్యేలా రూపొందించిన పదార్థాలతో చేసిన booms సహాయంతో ఈ నిర్మాణం తన packed size కన్నా దాదాపు రెండున్నర రెట్లు వరకు విస్తరిస్తుంది. చిన్న అంతరిక్ష నౌకలో ప్రతి అదనపు గ్రాము, ప్రతి అదనపు ఘన సెంటీమీటర్ కోసం పోటీ ఉంటుంది కాబట్టి ఈ deployment వ్యూహం ముఖ్యమైనది. ఈ డిజైన్ విలువ కేవలం అది విప్పుకోవడంలో మాత్రమే లేదు. CubeSat missions యొక్క కఠిన packaging పరిమితులలో ఇది పనిచేయడమే అసలు విలువ.

వస్త్రాలు, సర్క్యూట్లు, దిశ నియంత్రణ

ఈ యాంటెనాను conductive మరియు dielectric textiles తో చేసిన సౌకర్యవంతమైన రెండు-పొరల membrane గా వర్ణించారు. ఉపరితలంపై రేడియో తరంగాలు ఎలా ప్రతిఫలిస్తాయో నియంత్రించడానికి చిన్న U-shaped circuit elements ను నేరుగా వస్త్రంలో sew చేశారు. దీంతో వ్యవస్థ reflectarray antenna గా మారుతుంది; ఇది సాధారణ low-gain surface కంటే రేడియో పనితీరును మరింత సమర్థవంతంగా కేంద్రీకరించి steer చేయగల డిజైన్.

మృదువైన పదార్థాలు, embedded circuitry కలయిక ఈ కథలో అత్యంత ఆకర్షణీయ అంశాలలో ఒకటి. ఇది ప్యాక్ చేసినప్పుడు చిన్నగా ఉండటమే కాకుండా, సంప్రదాయ గట్టి నిర్మాణాల కంటే మౌలికంగా తేలికగా, మరింత అనుకూలంగా ఉండే spacecraft components వైపు దారి చూపుతుంది. ఈ విధానం అంతరిక్ష పరిస్థితుల్లో బలంగా నిరూపితమైతే, అది యాంటెనాలకే పరిమితం కాకుండా మరింత విస్తృత ప్రభావాన్ని చూపవచ్చు.

చిన్న మిషన్ల భవిష్యత్తుకు ఇది ఎందుకు ముఖ్యమో

CubeSats ప్రవేశ ఖర్చును తగ్గించి అంతరిక్ష ప్రాప్తిని ప్రజాస్వామ్యీకరించడంలో సహాయపడ్డాయి. కానీ కమ్యూనికేషన్స్ ఇప్పటికీ అత్యంత కఠిన bottlenecks లో ఒకటి. పరికరాలు చిన్నవిగా మారగలవు. కంప్యూటింగ్ మరింత సమర్థవంతంగా మారగలదు. launch rides పంచుకోవచ్చు. కానీ అంతరిక్ష నౌక తగినంత ఉపయోగకరమైన డేటాను తిరిగి పంపలేకపోతే, మిషన్ విలువ త్వరగా పడిపోతుంది. అందుకే ఈ విభాగంలో యాంటెనా ఆవిష్కరణ అంత ముఖ్యమైనది.

ప్రభావవంతమైన deployable system, చిన్న ఉపగ్రహాలు ప్రయత్నించగల మిషన్ల పరిధిని విస్తరించగలదు, ముఖ్యంగా మెరుగైన downlink performance అవసరమయ్యే science and technology demonstrations కోసం. అలాగే పెద్ద అంతరిక్ష నౌకలకు బడ్జెట్ లేదా రిస్క్ టోలరెన్స్ లేని సంస్థలకు deep-space లేదా ఎక్కువ కమ్యూనికేషన్ అవసరమయ్యే మిషన్లు కూడా మరింత సాధ్యమయ్యేలా చేయగలదు.

ఈ భావన ఇప్పటికీ research-stage అభివృద్ధే, ఇప్పటికే అమలులో ఉన్న ప్రామాణిక వ్యవస్థ కాదు. కానీ దీని engineering logic బలంగా ఉంది, దాని పరిష్కరించాలనుకునే పరిమితులు నిజమైనవే. ప్రాచీన folding art ను తీసుకుని ఆధునిక కక్ష్య సమస్యను పరిష్కరించడం ద్వారా, space hardware లో ఆవిష్కరణ propulsion లేదా computing అంతే geometry గురించీ ఉంటుందని ఈ ప్రాజెక్ట్ గుర్తు చేస్తుంది. చిన్న ఉపగ్రహాలకు, మెరుగైన fold అంటే మెరుగైన భవిష్యత్తు కావచ్చు.

ఈ వ్యాసం Universe Today నివేదికపై ఆధారపడింది. మూల వ్యాసాన్ని చదవండి.