132 грамма для связи с Марсом

132 грамма для связи с Марсом

Пыльные бури, ионизирующее космическое излучение, сильный холод ночью — Марс не очень гостеприимный! Именно для этих экстремальных условий исследовательская группа Кристофа Крейя, профессора инженерной школы Лувена, разработала антенны для измерительного прибора «LaRa» (Lander Radioscience), который отправится на Марс в 2020 году.

Лаборатория профессора Крейа более 15 лет производит антенны различного назначения: дорожные радары, магнитно-резонансная томография, объекты слежения, оснащенные чипами радиочастотной идентификации (RFID). Цель всегда одна и та же: получить дистанционно передаваемые данные от измерительного прибора (о скорости транспортного средства, внутренних функциях кузова, местоположении объекта или отдельного человека и т.д.).

В рамках программы «ЭкзоМарс» Европейское космическое агентство (ЕКА) связалось с UCLouvain для получения этой экспертной информации. Цель миссии заключается в изучении вращения Марса, с тем, чтобы узнать больше о составе его ядра и определить, пригодна ли планета для жизни. Как? С помощью прибора LaRa, который будет общаться с Землей через радиоволны. Таким образом, важность антенн в следующем: они принимают и излучают радиоволны. Измеряяя эффект Доплера — разницу между частотами волн, излучаемых в пути (Земля-Марс) и обратно (Марс-Земля), антенны позволят лучше понять движение Марса и, следовательно, состав его ядра. Поэтому LaRa оснащена 100% антеннами UCLouvain: приемной антенной и двумя передающими антеннами (одна из которых является резервной).

Прибор обладает следующими характеристиками:

  1. Устойчивость. Атмосфера Земли защищает нас от солнечных лучей и ограничивает колебания температуры между днем и ночью, что делает нашу планету пригодной для проживания. На Марсе нет атмосферы. Температура колеблется от 80°С в течение дня (когда солнце наиболее интенсивно) до -125°С ночью. Не говоря уже о вибрациях, вызванных пыльными бурями.
  2. Легкость и миниатюрность. Прибор LaRa будет оснащен несколькими компонентами, каждый из которых будет использоваться в рамках исследовательского проекта ExoMars. Его общий вес распределяется между компонентами, которые поэтому должны быть как можно более компактными и легкими.

Самый большой подвиг команды UCLouvain: от концепции до прототипа, она создала антенну всего за три месяца.

Преимущества дизайна UCLouvain:

  1. Инновационный производственный процесс: антенны беспрецедентной формы были созданы путем фрезерования из одного блока алюминия — отсутствие сварки не только повышает устойчивость к вибрации и температурным колебаниям, но и значительно снижает вес антенн. Приемные антенны весят 132 г максимум, излучающие антенны — 162 г максимум. И они вписываются в ладонь руки. Оригинальность дизайна покорила ЕКА.
  2. Исключительная чувствительность: антенны способны улавливать радиосигнал с любого направления и фокусировать его на электронике транспондера — площадь менее 1 см² в центре антенны для получения максимально сильного сигнала.

Что дальше? В настоящее время разрабатываются прикладные программы в области спутниковой связи. Кроме того, существует множество видов промышленного сотрудничества в таких областях, как медицинская съемка, радиочастотные датчики, радары и телекоммуникации.

Популярные материалы