132 gram at kommunikere med Mars

Støvstorme, ioniserende kosmisk stråling, ekstrem kulde om natten ... Mars er ikke særlig gæstfri! Det er for disse ekstreme forhold, at forskerholdet af Christophe Craeye, professor ved UCLouvain Louvain School of Engineering, udviklet antenner til 'LaRa' måleinstrument (Lander Radioscience), som skal til Mars i 2020.

Prof. Craeyes laboratorium har produceret antenner i mere end 15 år, til forskellige formål:vejradarer, MR scanning, sporing af objekter udstyret med radiofrekvensidentifikation (RFID) chips. Målet er altid det samme:Hent fjerndata sendt af et måleinstrument (af et køretøjs hastighed, kroppens indre funktioner, et objekts eller individs placering, etc.).

For denne ekspertise, som en del af ExoMars-missionen, European Space Agency (ESA) kontaktede (via Antwerp Space) UCLouvain. Missionens formål er at studere Mars' rotation for at lære mere om sammensætningen af ​​dens kerne og afgøre, om planeten var/vil en dag være beboelig. Hvordan? Ved hjælp af LaRa-instrumentet, som vil kommunikere med Jorden via radiobølger. Derfor vigtigheden af ​​antenner:de modtager og udsender radiobølger. Ved at måle Doppler-effekten - forskellen mellem frekvenserne af de bølger, der udsendes på vejen (Jorden-Mars) og dem på returen (Mars-Jorden) - vil antennerne gøre det muligt bedre at forstå Mars' bevægelse og derfor sammensætningen af ​​dens kerne. Derfor er LaRa udstyret med 100 % UCLouvain-fremstillede antenner:en modtageantenne og to sendeantenner (hvoraf den ene er en backup).

Produktionskrav:

• Modstandsdygtighed:Jordens atmosfære beskytter os mod solens stråler og begrænser temperaturvariationer mellem dag og nat, som gør vores planet beboelig. Mars har ingen atmosfære. Temperaturerne varierer fra 80°C om dagen (når solen er mest intens) til -125°C om natten. For ikke at nævne vibrationer genereret af støvstorme.
• Let og miniaturiseret:LaRa-instrumentet vil være udstyret med flere komponenter, hver til en bestemt brug som en del af ExoMars forskningsmission. Dens samlede vægt er fordelt på dens komponenter, som derfor skal være mindst og lettest muligt.

UCLouvain-holdets største bedrift:fra koncept til prototype, det skabte antennen på blot tre måneder.

Fordelene ved UCLouvains design:

• En innovativ fremstillingsproces:Antenner af hidtil uset form blev skabt ved fræsning fra en enkelt blok aluminium - ingen svejsning betyder øget modstandsdygtighed over for vibrationer og temperaturvariationer, udover at være ekstremt let. Modtagerantennerne vejer maksimalt 132g, emitterende antenner maksimalt 162g. Og de passer i håndfladen. Designets originalitet vandt over ESA.
• Enestående følsomhed:Antennerne er i stand til at opfange et radiosignal fra enhver retning, og fokuser den på transponderens elektronik – et område på mindre end 1 cm² i midten af ​​antennen – for det stærkest mulige signal.

Hvad er det næste? Der udvikles applikationer inden for satellitkommunikation. Og mange industrielle samarbejder eksisterer på områder uden for rummet og lige så varierede som medicinsk billeddannelse, radiofrekvenssensorer, radar og telekommunikation.