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:
- 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. - 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:
- 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. - 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.
