नासा 3डी-प्रिंटेड एंटीना एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग को नई ऊंचाइयों पर ले जाता है

2024 के अंत में, नासा ने पृथ्वी पर विज्ञान डेटा संचार करने की कम लागत की क्षमता प्रदर्शित करने के लिए एक 3डी-मुद्रित एंटीना विकसित और परीक्षण किया। वायुमंडलीय मौसम गुब्बारे का उपयोग करके उड़ान में परीक्षण किया गया एंटीना, विज्ञान और अन्वेषण मिशनों की बढ़ती संख्या के लिए लागत प्रभावी विकास समाधान के रूप में 3 डी प्रिंटिंग का उपयोग करने का द्वार खोल सकता है।

एक्स

इस प्रौद्योगिकी प्रदर्शन के लिए नासा के इंजीनियर स्पेस नेटवर्क के पास एक 3डी-मुद्रित एंटीना डिजाइन और निर्मित किया, नेटवर्क के साथ इसका परीक्षण किया रिले उपग्रहऔर फिर इसे मौसम के गुब्बारे पर उड़ाया।

3डी प्रिंटिंग प्रक्रिया, जिसे एडिटिव मैन्युफैक्चरिंग के रूप में भी जाना जाता है, आमतौर पर तरल, पाउडर या फिलामेंट के रूप में सामग्री की कई परतों को एक दूसरे के ऊपर जोड़कर डिजिटल मॉडल से एक भौतिक वस्तु बनाती है। 3डी-मुद्रित एंटीना का बड़ा हिस्सा कम विद्युत प्रतिरोध, ट्यून करने योग्य, सिरेमिक से भरे पॉलिमर सामग्री का उपयोग करता है।

द्वारा प्रदत्त प्रिंटर का उपयोग करना मज़बूत[JF1] [MKT(4FSS2] टीम के पास कई विद्युत चुम्बकीय और यांत्रिक गुणों पर पूर्ण नियंत्रण था जो मानक 3डी प्रिंटिंग प्रक्रियाओं में नहीं है। एक बार जब नासा ने प्रिंटर हासिल कर लिया, तो इस तकनीक ने टीम को कुछ ही घंटों में गुब्बारे के लिए एक एंटीना डिजाइन और प्रिंट करने में सक्षम बना दिया। टीमों ने प्रयोग के दौरान उपयोग किए गए कई अलग-अलग प्रवाहकीय स्याही प्रिंटरों में से एक के साथ एंटीना के प्रवाहकीय भाग को मुद्रित किया।

इस प्रौद्योगिकी प्रदर्शन के लिए, नेटवर्क टीम ने एक 3डी-मुद्रित मैग्नेटो-इलेक्ट्रिक द्विध्रुवीय एंटीना डिजाइन और निर्मित किया और इसे एक मौसम गुब्बारे पर उड़ाया। [JF1] द्विध्रुवीय एंटीना आमतौर पर रेडियो और दूरसंचार में उपयोग किया जाता है। एंटीना में दो “पोल” होते हैं, जो डोनट आकार के समान एक विकिरण पैटर्न बनाते हैं।

ऐन्टेना, नासा के इंजीनियरों के बीच एक सहयोग वैज्ञानिक गुब्बारा कार्यक्रम और एजेंसी का अंतरिक्ष संचार और नेविगेशन (स्कैन) कार्यक्रम, कम लागत वाले डिजाइन और विनिर्माण की क्षमताओं को प्रदर्शित करने के लिए बनाया गया था।

निर्माण के बाद, ऐन्टेना को असेंबल किया गया और नासा में उसका परीक्षण किया गया गोडार्ड अंतरिक्ष उड़ान केंद्र ग्रीनबेल्ट, मैरीलैंड में, केंद्र में विद्युत चुम्बकीय एनेकोइक कक्ष.

एनेकोइक चैंबर गोडार्ड का सबसे शांत कमरा है – एक संरक्षित स्थान जिसे घुसपैठ वाली विद्युत चुम्बकीय तरंगों का विरोध करने और बाहरी दुनिया में उनके उत्सर्जन को दबाने के लिए डिजाइन और निर्मित किया गया है। यह कक्ष अंतरिक्ष के सापेक्ष “शांत” का अनुकरण करने के लिए विद्युत चुम्बकीय तरंगों की गूँज और प्रतिबिंब को समाप्त करता है।

परीक्षण की तैयारी के लिए, नासा के प्रशिक्षु एलेक्स मोरिसेट ने एनीकोइक कक्ष के मस्तूल पर एंटीना स्थापित किया। ऐन्टेना विकास टीम ने अंतरिक्ष जैसे वातावरण में इसके प्रदर्शन का परीक्षण करने और यह सुनिश्चित करने के लिए कक्ष का उपयोग किया कि यह इच्छित के अनुसार कार्य करता है।

एक बार पूरा होने पर, नासा के एंटीना इंजीनियरों ने नासा में अंतिम क्षेत्र परीक्षण किया कोलंबिया वैज्ञानिक गुब्बारा सुविधा लिफ्टऑफ़ से पहले फ़िलिस्तीन, टेक्सास में।

टीम ने 3डी-मुद्रित एंटीना की डेटा भेजने और प्राप्त करने की क्षमता का परीक्षण करने के लिए नियर स्पेस नेटवर्क के रिले बेड़े के साथ लिंक का समन्वय किया।

टीम ने 3डी-मुद्रित एंटीना और गुब्बारे की नियोजित संचार प्रणाली, एक मानक उपग्रह एंटीना से सिग्नल भेजकर प्रदर्शन की निगरानी की। दोनों एंटेना का परीक्षण विभिन्न कोणों और ऊंचाई पर किया गया। मानक एंटीना के साथ 3डी-मुद्रित एंटीना की तुलना करके, उन्होंने इष्टतम प्रदर्शन के लिए आधार रेखा स्थापित की।

उड़ान के दौरान, वेदर बैलून और होस्ट किए गए 3डी-प्रिंटेड एंटीना का 100,000 फीट की ऊंचाई पर पर्यावरणीय उत्तरजीविता के लिए परीक्षण किया गया और उन्हें सुरक्षित रूप से बरामद कर लिया गया।

दशकों से, NASA के वैज्ञानिक गुब्बारा कार्यक्रमनासा द्वारा प्रबंधित वॉलॉप्स उड़ान सुविधा वर्जीनिया में, विज्ञान पेलोड को वायुमंडल में ले जाने के लिए गुब्बारों का उपयोग किया गया है। मौसम के गुब्बारे ऐसे उपकरण ले जाते हैं जो वायुमंडलीय दबाव, तापमान, आर्द्रता, हवा की गति और दिशा को मापते हैं। एकत्र की गई जानकारी को मिशन के उपयोग के लिए ग्राउंड स्टेशन पर वापस भेज दिया जाता है।

प्रदर्शन से टीम के प्रत्याशित परिणाम सामने आए: कि 3डी प्रिंटिंग तकनीक की तीव्र प्रोटोटाइपिंग और उत्पादन क्षमताओं के साथ, नासा पहले से कहीं अधिक तेजी से मिशन विशिष्टताओं के अनुरूप उच्च-प्रदर्शन संचार एंटेना बना सकता है।

इन आधुनिक तकनीकी प्रगति को लागू करना नासा के लिए महत्वपूर्ण है, न केवल पुराने प्लेटफार्मों की लागत को कम करने के लिए बल्कि भविष्य के मिशनों को सक्षम करने के लिए भी।

नियर स्पेस नेटवर्क को नासा द्वारा वित्त पोषित किया जाता है स्कैन (अंतरिक्ष संचार और नेविगेशन) वाशिंगटन में नासा मुख्यालय में कार्यक्रम कार्यालय। यह नेटवर्क मैरीलैंड के ग्रीनबेल्ट में नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर से संचालित होता है।

द्वारा केंडल मर्फी
नासा का गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर, ग्रीनबेल्ट, एमडी।

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