Phát triển kỹ thuật in 3D ăng ten trong không gian dựa vào ánh sáng mặt trời
Khoa học - công nghệ - Ngày đăng : 13:12, 23/05/2022
Phương pháp mới được phát triển bởi công ty công nghệ Nhật Bản Mitsubishi Electric Corporation, sử dụng một loại nhựa đặc biệt có thể biến thành một vật liệu rắn cứng khi tiếp xúc với bức xạ tia cực tím từ Mặt trời trong không gian.
Cho đến nay, công ty mới chỉ chứng minh cách thức hoạt động của công nghệ này trong các điều kiện mô phỏng như không gian trong một buồng thử nghiệm. Các nhà nghiên cứu của Mitsubishi đã in một đĩa ăng ten rộng 16,5 cm, hoạt động trong các thử nghiệm cũng giống như một ăng ten vệ tinh thông thường.
Độ nhạy của ăng ten liên quan trực tiếp đến kích thước của chúng. Ăng ten càng lớn thì càng phát hiện và truyền tín hiệu tốt hơn. Nhưng kích thước là một vấn đề khi phóng lên quỹ đạo vì một ăng ten lớn chiếm rất nhiều không gian trong đầu tên lửa. Các ăng ten cũng cần phải chắc chắn để chịu được các rung động trong quá trình khởi động, điều này làm cho chúng trở nên nặng nề. Vệ tinh càng nặng thì việc phóng vào không gian càng đắt.
Trong khi đó, các bộ phận được in 3D trong không gian có thể nhẹ và mỏng hơn nhiều vì chúng không phải chịu các rung lắc trong quá trình phóng. Vì vậy, việc in 3D các ăng ten trực tiếp trong không gian sẽ giúp các nhà khai thác tiết kiệm chi phí vì vệ tinh sẽ nhẹ hơn. Ngoài ra, họ còn có thể lắp cho các vệ tinh nhỏ ăng ten lớn hơn nhiều so với hiện nay.
Mitsubishi cho biết công nghệ này mở đường cho việc “in 3D các cấu trúc rất lớn trong không gian”. Nhựa cảm quang cũng có khả năng chịu nhiệt và có thể tồn tại ở nhiệt độ lên tới 400 độ C, cao hơn những gì tàu vũ trụ trải qua trên quỹ đạo quanh Trái đất.
Công ty nói thêm rằng đây là loại nhựa đầu tiên thích hợp để sử dụng ở môi trường chân không vì không cần oxy trong khí quyển để ngăn nó hóa rắn quá nhanh. Và việc sử dụng ánh sáng tia cực tím tự nhiên cũng giúp làm giảm mức tiêu thụ điện năng của máy in 3D.
“Việc thiết kế ăng ten cho tàu vũ trụ đang gặp nhiều thách thức do các yêu cầu trái ngược về khả năng truyền tín hiệu, băng thông rộng và trọng lượng nhỏ. Khả năng truyền tín hiệu cao và băng thông rộng nhất thiết phải có khẩu độ lớn, nhưng việc triển khai trên quỹ đạo có nhiều quy ước. Đôi khi các thiết bị cần phải nhẹ và đủ nhỏ để vừa hoặc gấp gọn bên trong phương tiện phóng, hoặc phù hợp với cơ chế triển khai vệ tinh”, đại diện công ty nói.