Prueba de descarga para antena lanzadora.

14 de junio de 2023

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por la Agencia Espacial Europea

Mantener un lanzador en vuelo conectado con el suelo es uno de los trabajos más difíciles que puede tener una antena. Tener que lidiar con altas temperaturas, vibraciones y estela atmosférica ya es bastante difícil, pero cambiar los niveles de presión atmosférica a medida que el lanzador se dirige al vacío del espacio (y potencialmente de regreso) puede arriesgarse a descargas eléctricas peligrosas llamadas corona, que se están probando aquí.

El diseño de antena que se está probando en el Laboratorio de Radiofrecuencia de Alta Potencia de la ESA en Valencia, España, forma parte de un cuarteto que está a punto de entrar en servicio en el microlanzador suborbital español Miura 1, desarrollado por la empresa PLD Space. Pero las cuatro antenas también están siendo sometidas a una campaña de prueba separada para calificarlas para usos futuros más amplios.

"Hay cuatro tipos diferentes de antenas en total, cada una de ellas montada en pares a bordo del Miura 1", explica Victoria Iza, ingeniera de antenas de la ESA.

"Una es una antena de señal de satélite de navegación global, que utiliza señales de navegación por satélite para rastrear la posición del lanzador; otra es una antena de banda S para transmitir telemetría más antenas de banda C y UHF que sirven al sistema de seguridad que finalizará el vuelo de manera segura en en caso de mal funcionamiento, funcionando de forma redundante.

"Construido por la empresa española Anteral, este cuarteto de antenas dieléctricas conformadas, cada una del tamaño aproximado de un teléfono inteligente y diseñada para encajar alrededor del casco del escenario superior, ya ha sido calificada como parte de la bahía de aviónica del Miura 1. Pero con Dado que el número de pequeños lanzadores europeos aumenta rápidamente, apoyados por el programa Boost! de la ESA, existe potencial para que estas antenas encuentren usos más amplios, por lo que se están sometiendo a un programa de calificación separado".

Las antenas, que se llevan a cabo a través del Programa de Tecnología de Apoyo General de la ESA, ayudan a desarrollar nuevos productos prometedores para el espacio y el mercado abierto, se están sometiendo actualmente a pruebas ambientales que incluyen vacío térmico, donde se exponen a vacío sostenido y temperaturas extremas, y pruebas de vibración.

Estas antenas tienen que soportar entornos termomecánicos hostiles durante el lanzamiento, el vuelo orbital y el eventual regreso a la Tierra, por lo que el proyecto ha contado con el apoyo de la ESA por el ingeniero de estructuras Gonçalo Rodrigues y el ingeniero térmico Miguel Copano.

Los factores de estrés clave son las vibraciones que se propagan desde los motores a reacción del vehículo de lanzamiento, los golpes resultantes del carenado y la separación de las etapas y las temperaturas extremas resultantes de los flujos aerotérmicos y, una vez en órbita, la exposición alternada al sol y al espacio frío.

Para comprobar que los diseños de las antenas no sólo pueden sobrevivir sino seguir funcionando según lo previsto, el equipo empleó una combinación de simulaciones por computadora e instalaciones de prueba en tierra que incluyen agitadores electromagnéticos, mesas de pirochoque y cámaras de vacío térmico.

"La mayoría de las pruebas se han llevado a cabo en la Universidad Pública de Navarra, UPNA, pero para las pruebas de descarga de corona se utilizó el Laboratorio de Radiofrecuencia de Alta Potencia de la ESA", añade Victoria.

"Cuando una antena de radiofrecuencia está rodeada por una cantidad residual de atmósfera, como cuando un lanzador sale o regresa a una atmósfera planetaria, entonces existe la posibilidad de que este aire se ionice por la señal de radio, con el riesgo de dañar rayos similares a los de un rayo. descargar.

"Las antenas se colocaron en este recipiente de vidrio para que los niveles de aire circundantes puedan cambiarse mientras las antenas están en funcionamiento; el vidrio no impide las señales de radio. Nuestra campaña de prueba completa concluirá pronto, con suerte ayudará a las antenas a encontrar nuevos mercados. , no sólo para lanzadores; por ejemplo, su robustez demostrada significa que también podrían usarse a bordo de módulos de aterrizaje planetarios".

"Para Anteral, el desarrollo de estas antenas es clave para nuestro posicionamiento en el mercado de lanzadores pequeños", explica Fernando Teberio, Chief Technology Officer de Anteral.

Itziar Maestrojuan, directora ejecutiva de Anteral, señala: "Gracias al apoyo de la ESA hemos podido calificar completamente las antenas que se utilizarán en Miura-1 y, con suerte, en muchos otros lanzadores y diferentes aplicaciones donde la confiabilidad es un parámetro clave".

Proporcionado por la Agencia Espacial Europea