НАСА разрабатывает сверхлегкую антенну, которая откроет новую главу в истории авиации. Изготовленная с использованием аэрогеля, одного из самых легких твердых материалов в мире, эта антенна может быть интегрирована в фюзеляж самолета и обеспечит более аэродинамическое, надежное и бесперебойное решение для связи, особенно для беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и будущих систем воздушного транспорта.
Легкость и прочность вместе с технологией аэрогеля
Эта новаторская аэрогелевая антенна, разработанная NASA, предназначена для обеспечения спутниковой связи в приложениях, где критически важны ограничения по мощности и пространству. Основу аэрогеля составляют гибкие и высокоэффективные полимеры. Материал на 95% состоит из воздуха, что делает его невероятно легким и в то же время удивительно прочным. Более того, исследователи могут точно настраивать свойства материала: от гибкого, как пластиковая пленка, до жесткого, как оргстекло.
Активная фазированная аэрогелевая антенна: аэродинамическая и эффективная связь
Концепция «активной фазированной аэрогелевой антенны», лежащая в основе проекта, включает слой аэрогеля, зажатый между небольшой печатной платой и массивом тонких круглых медных ячеек. Этот слой покрыт специальной пленкой, известной своими электроизоляционными свойствами. Благодаря этой инновационной конструкции антенны принимают изогнутую форму самолета, что значительно снижает сопротивление воздуха (лобовое сопротивление). Это позволяет осуществлять электронную настройку отдельных элементов антенны для минимизации помех сигнала, а также экономить вес и пространство. Такая конструкция гораздо менее заметна, чем традиционные стержневые или крыльевые антенны, и хотя в конечном итоге она имеет вид сот, ее можно полностью интегрировать в поверхность самолета.
Оценка реальных приложений с помощью спутниковых тестов
Спутниковые испытания имеют решающее значение для тщательного анализа потенциала реального применения этой революционной концепции аэрогелевой антенны. Современные самолеты обычно связываются с наземными станциями через различные диапазоны частот, такие как RF, VHF или HF, а также через системы спутниковой связи SATCOM. Однако время от времени в этих системах могут возникать кратковременные задержки и отключения. Эта новая технология, разработанная НАСА, обещает поддерживать бесперебойную спутниковую связь во время полета. Основой этого является способность аэрогелевой антенны управлять своим лучом с помощью электроники. Благодаря этому антенна создает интенсивный поток радиоволн, способный обеспечить непрерывную и стабильную связь.
«Это большое дело, поскольку мы можем связать две совершенно разные спутниковые системы с помощью одной и той же антенны», — говорит Брайан Шенхольц из Исследовательского центра Гленна. «Спутники на низкой околоземной орбите (НОО) находятся на расстоянии около 1200 миль от поверхности Земли и движутся с очень высокой скоростью. Спутники на геостационарной орбите (ГСО) находятся на расстоянии около 22 XNUMX миль и движутся со скоростью, равной вращению Земли, оставаясь все время на одном месте».
Успешные наземные и воздушные испытания проливают свет на будущее
В 2024 году версия этой инновационной антенны была успешно испытана на многоцелевом самолете Britten-Norman Defender в ходе демонстрационного полета, проведенного совместно с ВМС США на военно-морской авиабазе Патаксент-Ривер в Мэриленде. После этого успешного летного испытания NASA Glenn и базирующаяся в Хьюстоне компания спутниковой связи Eutelsat America Corp. в октябре начали наземные испытания версии антенны, устанавливаемой на платформе. Сигнал с геостационарного спутника Eutelsat, находящегося на расстоянии около 22 2025 миль, был успешно передан на спутниковую антенну, установленную на здании в Гленне. В ходе другого важного испытания, проведенного в Гленне, была установлена стабильная связь с созвездием низкоорбитальных спутников «Кеплер». Учитывая эти многообещающие результаты, NASA планирует разработать, изготовить и провести масштабные испытания еще более совершенной версии аэрогелевой антенны к XNUMX году. Успешное завершение этих исследований может открыть двери в совершенно новую эру бесперебойной и надежной связи в авиационной и космической промышленности.
