NASA testet 3D-gedruckte Antenne für Weltraummissionen
Die US-Weltraumbehörde Nasa setzt beim Antennenbau verstärkt auf die additive Fertigung und ermöglicht schnellere, kostengünstigere Lösungen.
Fast alles, was Menschen ins Weltall schießen, hat Antennen an Bord. Fast immer handelt es sich dabei um Spezialanfertigungen: Ein ideales Einsatzfeld für die additive Fertigung.
Foto: panthermedia.net/cookelma
Was haben alle Satelliten, Raumstationen, Raketen, Rover und Weltraumteleskope gemeinsam? Antennen! Nur mithilfe dieser oft unscheinbaren Bauteile lassen sich Steuerungsbefehle und Forschungsergebnisse austauschen. Das Problem: Die passenden Sender und Empfänger sind im Elektronikfachmarkt nicht erhältlich. Denn jede Mission ist anders: Jeder Einsatz verlangt unterschiedliches Equipment, das oft iterativ optimiert werden muss. Und welches Herstellungsverfahren bietet sich dafür an? Die additive Fertigung! Das hat natürlich auch die Nasa längst erkannt.
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Unlängst testet die Raumfahrtbehörde eine neue Antenne zunächst am Boden und später in der Atmosphäre. Das Bauteil entstand im Wesentlichen auf einem Drucker des US-Unternehmens 3D Fortify. Die Bostoner sind spezialisiert auf Stereolithografiemaschinen mit DLP-Technologie (Digital Light Projection). Als Basismaterial diente ein mit Keramikpartikeln gefülltes Polymer mit niedrigem elektrischen Widerstand. Leitfähige Bereiche wurden mit speziellen Tintenstrahldruckern aufgebracht. Ergebnis war eine magnetoelektrische Dipolantenne.
Tests im schallisolierten und abgeschirmten Raum
Nach der Herstellung wurde die Antenne im Goddard Space Flight Center der Nasa in Greenbelt, Maryland, getestet. Sie musste sich in der schallisolierten und abgeschirmten Kammer des Zentrums beweisen. Der Raum ist so konzipiert und konstruiert, dass er elektromagnetischen Wellen weder rein- noch rauslässt. Echos und Reflexionen werden eliminiert, um die Stille im All zu simulieren.
Per Wetterballon auf über 30 km Höhe
Anschließend stand ein Praxistest auf dem Programm. Dazu wurde die Antenne mit einem Wetterballon auf gut 30 km Höhe gebracht. Anschließend sendeten Experten der Columbia Scientific Balloon Facility der Nasa Testsignale und werteten die empfangenen Reaktionen aus.
Seit Jahrzehnten nutzt das wissenschaftliche Ballonprogramm der Nasa, das von der Wallops Flight Facility in Virginia verwaltet wird, Ballons, um wissenschaftliche Nutzlasten in die Atmosphäre zu befördern.
Die Demonstration enthüllte die erwarteten Ergebnisse des Teams: Mit Rapid Prototyping und Produktionsmöglichkeiten der 3D-Drucktechnologie kann die Nasa schneller als je zuvor Hochleistungs-Kommunikationsantennen herstellen, die auf die Missionsspezifikationen zugeschnitten sind.
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