Ez a technológia teljesen átalakíthatja az űrhajók tervezését: helyet és hasznos terhet takaríthat meg, miközben javítja a kommunikációs képességeket és új kapukat nyit a kutatás-felfedezés előtt.
A mai kis űrhajók érzékelőkkel, irányító- és vezérlőrendszerekkel, valamint működési elektronikával vannak felszerelve, így minden rendelkezésre álló helyet hatékonyan kell kihasználni. De mi lenne, ha egy lépéssel tovább mennénk, és forradalmasítanánk az elektronika integrálásának módját, például úgy, hogy elég azok egy részét már odafenn kinyomtatni?
A közelmúltban a NASA Goddard Űrrepülési Központjának munkatársai, Beth Paquette űrmérnök és Margaret Samuels elektronikai mérnök merész tervet eszelt ki: be akarták bizonyítani a nyomtatott elektronika űrmissziókra való alkalmasságát. Sikerrel jártak, és az eredményeik átformálhatják az űrhajók tervezésének és építésének módját, jövőbeli küldetésekhez – állapítja meg az Interesting Engineering.
A koncepció egyszerű, mégis óriási: a hagyományos elektronikai modulok helyett olyan hibrid nyomtatott áramköröket fejlesztettek ki, amelyeket közvetlenül az űrhajó szerkezetéhez le lehet gyártani. Ezek az áramkörök annyira vékonyak, hogy az emberi szem nem is érzékeli a jelenlétüket. Mindössze 30 mikronosak, ami egy emberi hajszál vastagságának is csupán a fele.
Az eszközt egy tavasszal indított kilövés során tesztelték először. A rakéta a NASA egyik virginiai létesítményéből szállt fel az égbe, rajta Paquette és Samuels nyomtatott eszközével. Az elektronikus hőmérséklet- és páratartalom-érzékelőket a rakéta hasznos teherrekeszének ajtajára, illetve csatlakozó paneljeire nyomtatták, és a küldetés teljes időtartama alatt szorgalmasan figyelték a körülményeket, majd fontos adatokat gyűjtöttek és sugároztak vissza a Földre.
A nyomtatott szenzorokhoz elengedhetetlen páratartalom-érzékelő anyagot, amit a nyomtatás során használtak, a NASA alabamai Marshall Űrrepülési Központjának munkatársai fejlesztették ki, míg magukat az áramköröket a Marylandi Egyetem Fizikai Tudományok Laboratóriuma gyártotta le.
Mivel az ívelt felületekre és akár a sarkok köré is le lehet őket gyártani, az áramkörök lehetséges alkalmazási területei óriásiak – felbecsülhetetlen értéket képviselhetnek például a kis méretű, telepíthető részegységeknél is, amelyeknek rendkívül szűkös helyre kell beférniük. Sőt, szintén nagy előrelépést jelenthetnek az űrkutatásban használt antennakialakítás kiszámíthatósága és stabilitása terén, hiszen ezek most egy drótkötésnek nevezett, kissé pontatlan eljárással készülnek. A nyomtatott elektronikával viszont az antenna közvetlenül felvihető akár ívelt felületekre, például egy rakéta vagy űrhajó külsejére is. Ez megnöveli a jelek küldési és vételi szögét, jelentősen javítva az űrbéli kommunikációs képességeket.
A jövő küldetései során előnyös lehet továbbá a hőmérséklet-érzékelők nyomtatása, az űrhajók belső felületeire. Ezzel a megoldással a missziók üzemeltetői jobban megértenék, hogy a fűtés és hűtés hogyan hat az egész űrhajóra az olyan intenzív hőforrások hatására, mint maga a Nap.
A csapat úttörő munkája a nyomtatott elektronika területén nem maradt észrevétlen. Ryan McClelland mérnök, a NASA Goddard Űrrepülési Központjának munkatársa olyan jövőt vizionál, amiben a nyomtatott elektronikát arra lehetne használni, hogy a mesterséges intelligencia által tervezett, úgynevezett Evolved Structures (fejlett szerkezetek) űrhajóalkatrészekhez új funkciókat adjanak. Ezeket az eszközöket 3D nyomtatással akár az űrben tartózkodva is legyárthatnák, ahelyett, hogy készen kellene felvenni őket, ami értékes helyet foglal el.
Gábor János
Főoldali kép: Freepik
Nukleáris hatósági találkozót tartottak Csehországban, amelynek fókuszban az új atomerőművi blokkok, a kis moduláris reaktorok, valamint a hosszú távú üzemeltetés volt.
