沙塵暴,電離宇宙輻射,夜間極端寒冷……火星不是很好客!正是在這些極端條件下,UCLouvain Louvain工程學院的教授Christophe Craeye開發(fā)了用于“ LaRa”測量儀器(Lander Radioscience)的天線,該天線將于2020年進入火星。
Craeye教授的實驗室生產天線已有15年以上的歷史,其用途廣泛:道路雷達,磁共振成像,裝有射頻識別(RFID)芯片的跟蹤物體。目標始終是相同的:遠程檢索測量儀器發(fā)送的數據(車輛的速度,身體的內部功能,物體或個人的位置等)。
為了獲得這些專業(yè)知識,作為ExoMars任務的一部分,歐洲航天局(ESA)與UCLouvain聯系(通過安特衛(wèi)普航天局)。該任務的目的是研究火星的自轉,以便更多地了解其核心的組成,并確定該行星是否/將來是否可以居住。怎么樣?通過LaRa儀器,該儀器將通過無線電波與地球通信。因此,天線的重要性:天線接收和發(fā)射無線電波。通過測量多普勒效應(在途中(地球-火星)和在回程中(火星-地球)發(fā)射的波的頻率之間的差),天線將使人們能夠更好地了解火星的運動,因此可以其核心組成。這就是為什么LaRa配備100%UUCouvain制造的天線:一個接收天線和兩個發(fā)射天線(其中一個是備用天線)的原因。
生產要求:
彈性:地球的大氣層可以保護我們免受太陽光線的侵害,并限制白天和晚上之間的溫度變化,這使我們的星球可以居住。火星沒有氣氛。溫度范圍從白天的80°C(最強烈的太陽)到晚上的-125°C。更不用說沙塵暴產生的振動了。
輕巧和小型化:LaRa儀器將配備多個組件,每個組件都特定用于ExoMars研究任務的一部分。它的總重量分布在其各個組件之間,因此必須盡可能最小和最輕。
UCLouvain團隊的最大壯舉:從概念到原型,它僅用了三個月就制造出了天線。
UCLouvain設計的優(yōu)點:
創(chuàng)新的制造工藝:用一塊鋁銑削制成前所未有的形狀的天線-除了極輕巧之外,沒有焊接意味著增加了對振動和溫度變化的抵抗力。接收天線最大重132g,發(fā)射天線最大重162g。它們適合手掌。該設計的獨創(chuàng)性贏得了ESA的青睞。
出色的靈敏度:天線能夠捕獲來自任何方向的無線電信號,并將其聚焦在應答器的電子設備上-天線中心的面積小于1cm²-以獲得盡可能強的信號。
接下來是什么?在衛(wèi)星通信領域中正在開發(fā)應用程序。在太空以外的領域,以及醫(yī)學成像,射頻傳感器,雷達和電信等領域,存在許多產業(yè)合作。