Для эффективных космических исследований и космической связи требуются большие антенны. Но доставлять в космос тяжелую и большую антенну сложно и дорого. В NASA нашли, как разрешить это противоречие, получив большую и при этом легкую антенну. А создать такую ??антенну помог шоколадный пудинг.
Приблизительно 30 лет назад молодой инженер по имени Кристофер Уокер был вечером дома, готовя шоколадный пудинг, когда получил, как оказалось, случайный звонок от своей матери.
Приняв звонок, он выключил плиту и натянул на кастрюлю пластиковую плёнку, чтобы пудинг оставался свежим. Пока он вернулся, воздух в горшке остыл, поэтому пленка приобрела вогнутую форму.
Этот искривленный пластик натолкнул инженера на идею, которая может совершить революцию в космической коммуникации и исследованиях.
Эта идея стала Large Balloon Reflector (LBR) — надувной антенной, которая весит лишь долю от массы разворачивающихся современных антенн. Теперь с помощью программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC), финансируемой Управлением миссии космических технологий агентства, поддерживающей дальновидные инновации из разных источников, видение Волкера воплощается в жизнь.
Концепция превращает часть внутренней поверхности надутой сферы в параболическую антенну. Часть, составляющая примерно треть внутренней поверхности воздушного шара, алюминизирована, что придает ей отражательные свойства.
Параболические антенны используют свою вогнутую форму для захвата и концентрации электромагнитного излучения в одной точке, в которой расположен приемник.Чем больше диаметр или апертура антенны, тем эффективнее она для захвата радиоволн и передачи радиосигналов на большие расстояния.
Традиционные большие рефлекторные антенны являются тяжелыми, громоздкими и трудно уложить, что приводит к ограничениям на запуск и рискованным схемам развертывания в космосе.
Конструкция LBR решает обе проблемы. Изготовленная из тонкой пленки, она надувается как пляжный мяч, обеспечивая стабильную форму параболической тарелки без надобности в громоздких и сложных раскладных устройствах. В составленном формате она занимает крошечный объем.
Благодаря финансированию NIAC и гранту Лаборатории военно-морских исследований США Уокер смог разработать и продемонстрировать технологии для LBR диаметром 10 метров), который был доставлен в стратосферу гигантским воздушным шаром. Для сравнения: диаметр апертуры огромного космического телескопа Джеймса Уэбба NASA не превышает 6,5 метра.
Следующим шагом для проверки технологии надувной антенны является демонстрация высокоскоростной связи на низкой околоземной орбите на борту спутника CubeSat размером с обувную коробку под названием CatSat. Он был избран для полета в 2019 году в рамках инициативы NASA CubeSat Launch Initiative. Это совместные усилия с участием NASA, Freefall Aerospace, Аризонского Университета и Rincon Research Corporation в Тусоне, штат Аризона.
После достижения низкой околоземной орбиты система развертывания надувной антенны CatSat разворачивается из своего контейнера, надувается в диаметр около полуметра и начинает передавать назад фотографии Земли высокой четкости.Планируется, что миссия будет запущена вместе с несколькими CubeSat на ракете Alpha компании Firefly Aerospace в рамках миссии Educational Launch of Nanosatellites (ELaNa) 43.
