Dans le but de démontrer une capacité peu coûteuse de communication de données scientifiques vers la Terre, la NASA a développé et testé une antenne imprimée en 3D avec les satellites relais du réseau, puis l’a fait voler sur un ballon météorologique en seulement trois mois.
Pour la petite histoire, le groupe « Impression 3D de l’électronique » du Near Space Network de la NASA et du Goddard Space Flight Center a utilisé une imprimante 3D de Fortify pour fabriquer l’antenne. Selon ces ingénieurs, l’imprimante 3D était un bon candidat pour contrôler les propriétés électromagnétiques et mécaniques de l’antenne. La majeure partie de l’antenne imprimée en 3D utilise un matériau polymère à faible résistance électrique, accordable et rempli de céramique.
Des essais en chambre anéchoïque
Après la fabrication, l’antenne a été assemblée et testée au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans le Maryland, dans la chambre anéchoïque électromagnétique du centre.
La chambre anéchoïque est la pièce la plus silencieuse de Goddard. Cet espace blindé est conçu pour résister aux ondes électromagnétiques intrusives et supprimer leur émission vers le monde extérieur. Cette chambre élimine les échos et les réflexions des ondes électromagnétiques afin de simuler le « silence » relatif de l’espace.
NASA/Peter Moschetti
Pour préparer les essais, Alex Moricette, stagiaire à la NASA, a installé l’antenne sur le mât de la chambre anéchoïque. L’équipe chargée du développement de l’antenne a utilisé la chambre pour tester ses performances dans un environnement similaire à celui de l’espace. Elle voulait s’assurer que l’antenne fonctionnait comme prévu.
Les essais sur le terrain et en vol
Une fois l’antenne terminée, les ingénieurs de la NASA ont procédé aux derniers essais sur le terrain au Columbia Scientific Balloon Facility de la NASA en Palestine, au Texas, avant le décollage.
L’équipe a coordonné les liaisons avec la flotte de relais du Near Space Network pour tester la capacité de l’antenne imprimée en 3D à envoyer et recevoir des données.
L’équipe a contrôlé les performances en envoyant des signaux vers et depuis l’antenne imprimée en 3D et le système de communication prévu pour le ballon, une antenne satellite standard. L’équipe a testé les deux antennes à différents angles et élévations. En comparant l’antenne imprimée en 3D à l’antenne standard, ils ont établi une base de référence pour des performances optimales.
Pendant le vol, le ballon météorologique et l’antenne imprimée en 3D ont subi des tests de survie environnementale à 100 000 pieds d’altitude. Ils ont ensuite été récupérés en toute sécurité.
Les essais ont révélé que la fabrication additive peut aider à créer plus rapidement des antennes de communication de haute performance adaptées aux spécifications de la mission.
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