Инженерите на НАСА тестват революционна печатна електроника в космоса

Днешните малки космически кораби са оборудвани със сензори, системи за насочване и контрол и работеща електроника, като използват ефективно всяко налично пространство. Но какво ще стане, ако можем да направим крачка напред и да променим начина, по който интегрираме електрониката в тези космически кораби?

Наскоро аерокосмическият инженер Бет Пакет и инженерът по електроника Маргарет Самюелс от Центъра за космически полети Годард на НАСА в Грийнбелт, Мериленд, се впуснаха в дръзка мисия. Те се стремят да докажат готовността на технологията за печатна електроника за използване в космоса – революционна иновация, която може да промени начина, по който проектираме и изграждаме космически кораби за бъдещи мисии.

Концепцията е проста, но мощна – вместо конвенционалните електронни модули, те разработиха хибридни печатни вериги, които могат да бъдат произведени директно върху структурата на космическия кораб.

Тези вериги са толкова тънки, че човешкото око дори не можеше да различи съществуването им, със следи с размери само около 30 микрона, половината от ширината на човешки косъм. Потенциалните ползи от тази технология са огромни, вариращи от спестяване на ценно пространство на борда до подобряване на антените и радиочестотните приложения.

На 25 април сондажна ракета се издигна в небето от площадката на НАСА Wallops във Вирджиния, носейки полезния товар, който е част от експеримента с печатна електроника.

Електронните сензори за температура и влажност бяха отпечатани върху вратата на ракетата и са с два прикрепени панела. По време на цялата мисия на сондажната ракета SubTEC-9 тези сензори внимателно наблюдават условията, събирайки важни данни, които след това са изпратени обратно на Земята.

Успешният експеримент е съвместно усилие. Колеги от Центъра за космически полети Маршал на НАСА в Хънтсвил, Алабама, разработиха мастилото за отчитане на влажност, което е от съществено значение за печатните сензори, докато партньорите от Лабораторията за физически науки на Университета на Мериленд (LPS) бяха отговорни за създаването на веригите.

Защо печатната електроника е новаторска?

С възможността за печат върху извити повърхности и дори около ъгли, потенциалните приложения за тези вериги са огромни. Например, те биха могли да бъдат безценни за малки разгръщащи полезни товари, където пространството е от голямо значение.

Последствията от печатната електроника се простират отвъд обикновените сензори. Голямо подобрение идва в предвидимостта и стабилността на антенните връзки. Традиционно антенните връзки се осъществяват чрез процес, наречен жично свързване, което може да бъде объркващо и неточно.

Въпреки това, с печатна електроника, антената може да бъде директно отпечатана върху извити повърхности – на външната страна на ракета или космически кораб. Това увеличава ъглите, под които могат да се изпращат и получават сигнали, а това значително подобрява комуникационните възможности в космоса.

Освен това бъдещите мисии биха могли да се възползват от отпечатването на температурни сензори по вътрешните повърхности на космическите кораби. Инвестирайки в тази технология, операторите на мисии могат да разберат по-добре как отоплението и охлаждането влияят на целия космически кораб по време на близки срещи с интензивни източници на топлина като Слънцето.

Работата на екипа в областта на печатната електроника не е останала незабелязана. Инженерът Райън Макклеланд от Goddard Space Flight Center на НАСА предвижда бъдеще, в което печатната електроника може да се използва за добавяне на функционалност към части на космически кораби, проектирани от изкуствен интелект, известни като еволюирани структури. Тези части могат да бъдат 3D отпечатани или дори произведени в космоса, разширявайки още повече границите на изследването на космоса.

Когато ракетата SubTEC-9 стартира, екипът с нетърпение очакваше момента на истината. Успехът на тази мисия ще докаже важността на техните печатни сензори, проправяйки път за по-гъвкав и ефективен дизайн на космически кораби. Маргарет Самюелс не успя да скрие вълнението си, като каза:

„Наистина сме развълнувани от факта, че този ракетен тест ще докаже нашите печатни сензори“.

„Хибридната технология позволява веригите да бъдат произведени на места, които обикновено не са достъпни за конвенционалните електронни модули“, обяснява Брайън Банкс, електронен инженер от Wallops.