3D-nyomtatott antenna
(Rovat: Új eszközök és anyagok - 2016.04.18 07:15.)

Az ESA-nál már tesztelik az első, 3D nyomtatási technológiával készített antennát.

Az Európai Űrügynökség (ESA) kompakt antennákat tesztelő laboratóriumában (Compact Antenna Test Facility) megkezdték az első, az ESA-nál 3D nyomtatással készített kétreflektoros (ún. Cassegrain-reflektoros) antenna rádiófrekvenciás tesztelését. (A 3D nyomtatás űrtechnológiai alkalmazási lehetőségeiről az ESA Bulletin legutóbbi, 163. számában jelent meg részletes cikk, lásd korábbi ismertetőnket.)

A 3D nyomtatással készült antenna az elektromágneses süketszobában. (Kép: ESA / G. Porter)

A képen látható kétreflektoros antenna lényege, hogy a tápfej a paraboloid felületű fő reflektor közepén vágott nyíláson keresztül benyúlva megvilágítja a segédreflektort. Ez három tartóval a fő reflektor közepére erősített segédreflektor főreflektor felé néző oldala hiperbola felületű, így a rádióhullámokat a főreflektorra tereli. A Cassegrain-reflektor nevét onnan kapta, hogy az elemek elrendezése hasonló geometriájú, mint az optikai elemeké az ilyen típusú csillagászati távcsöveknél, jóllehet ott a fény éppen ellenkező irányba halad, mint itt a rádióhullámok.

Az egész antennaegységet, tehát a tápfejet, a két reflektort és a tartókat egyetlen egységként polimerből állították elő a 3D nyomtatóval, majd rézzel vonták be a kívánt rádiófrekvenciás tulajdonságok elérése érdekében. A műholdakon való használathoz még további fejlesztésekre lesz szükség, egyelőre a fő cél az olcsó 3D nyomtatással előállított eszköz rádiófrekvenciás tulajdonságainak vizsgálata. A szakemberek elégedettek a tesztek eredményeivel.

A svájci Swissto12 cég két különböző antennát állított elő és látott el a speciális rézbevonattal. Következő lépésként bonyolultabb geometriájú és magasabb frekvenciákon is működő eszközöket szándékoznak készíteni. Végső céljuk az, hogy a földmegfigyelés és különböző tudományos műszerek céljaira űrkvalifikált minőségű terméket gyártsanak.

A rádiófrekvenciás tesztelésre használt berendezés kívülről nézve zárt fémdoboz, vagyis egy ún. Faraday-kalicka, így kívülről semmilyen elektromágneses sugárzás sem tud a belsejébe hatolni. Belső falát a különleges, kemény, szivacsszerű habból kialakított „szögletes tüskék” borítják, amelyek minden rádióhullámot elnyelnek. A falakról tehát nem lép fel visszaverődés, így a behelyezett eszközt, alkatrészt valóban az űrt szimuláló körülmények közt vizsgálhatják. (Kép: ESA / Guus Schoonewille)

Az antenna tesztelését az ESA ESTEC technológiai központjában végezték a hollandiai Noordwijkban, ahol több különböző méretű rádiófrekvenciás süketszoba áll rendelkezésre, a 3D-nyomtatott antennát a legkisebb ilyen kamrában tesztelték.

Az ESA legnagyobb „rádiófrekvenciás süketszobája”, a Maxwell-kamra 9 méter magas, így abban komplett műholdak is vizsgálhatók. (Kép: ESA / Guus Schoonewille)