La impresión 3D al servicio del espacio: la NASA probó una antena creada con una impresora
Una nueva forma de abaratar la comunicación espacial.
La NASA completó con éxito un experimento con una nueva antena creada mediante impresión 3D, diseñada para abaratar la comunicación entre los científicos y los dispositivos científicos. Las pruebas, realizadas en el otoño de 2024, demostraron que este método permitirá preparar equipos para numerosas misiones espaciales futuras de manera rápida y económica.
La idea proviene de los ingenieros de la división Near Space Network. Tras desarrollar y ensamblar la antena, primero la probaron con satélites repetidores y luego la enviaron en un vuelo en globo meteorológico. En este proyecto colaboraron dos equipos de la NASA: especialistas del programa de globos científicos y los ingenieros del programa de comunicación y navegación espacial SCaN.
El principio de la impresión 3D es simple: la impresora construye un objeto capa por capa a partir de un modelo digital, utilizando material líquido, polvo o hilo. La base de la antena fue un polímero cerámico especial con baja resistencia eléctrica, cuyas propiedades pueden ajustarse de manera flexible. Para imprimir los elementos conductores de la estructura se utilizaron varios tipos de impresoras con tintas especiales.
El equipo de la empresa Fortify desempeñó un papel clave en el proyecto. Con su tecnología, los ingenieros lograron un control sin precedentes sobre las propiedades electromagnéticas y mecánicas del material, algo que no es posible con los métodos estándar de impresión 3D. Gracias a esto, fabricar la antena para el globo requirió solo unas pocas horas desde el momento en que se recibió la impresora.
Se eligió una antena dipolo magnetoeléctrica, una solución común en radio y telecomunicaciones. Su diseño de dos polos genera una radiación en forma de rosquilla, ideal para las tareas planteadas.
El siguiente paso fueron las pruebas en el Centro de Vuelo Espacial Goddard en Greenbelt, Maryland. La antena se colocó en una cámara anecoica única: la sala más silenciosa del centro. Este recinto especial no solo bloquea las ondas electromagnéticas externas, sino que también suprime su reflexión dentro de la cámara, creando condiciones casi idénticas al espacio.
El pasante de la NASA, Alex Morichette, instaló el dispositivo en un mástil especial dentro de la cámara. Fue en este lugar donde los desarrolladores confirmaron que el dispositivo cumplía completamente con las características calculadas y estaba listo para pruebas reales en el aire.
La prueba final se realizó en el centro científico de la NASA para el lanzamiento de globos en la ciudad de Palestine, Texas. Los ingenieros estudiaron minuciosamente cómo la antena interactuaba con los satélites repetidores de la Near Space Network. Para ello, compararon su funcionamiento con el de un sistema de comunicación satelital estándar, evaluando ambas antenas en diferentes ángulos y alturas. Este enfoque permitió determinar con precisión las condiciones óptimas para el funcionamiento del nuevo equipo.
En la etapa decisiva del experimento, un globo meteorológico elevó la antena a 30 kilómetros de altura. Allí, los ingenieros evaluaron cómo el dispositivo soportaba las condiciones extremas de la estratosfera. Tras completar con éxito todas las pruebas, el globo y el equipo regresaron a la Tierra en perfectas condiciones.
El programa de globos científicos de la NASA, gestionado desde el centro de Wallops, Virginia, lleva décadas elevando equipos científicos a la atmósfera. Los globos meteorológicos transportan un complejo de instrumentos que miden presión, temperatura, humedad, velocidad y dirección del viento, y transmiten los datos recopilados en tiempo real a las estaciones terrestres.
Los resultados del experimento cumplieron por completo las expectativas del equipo: la tecnología de impresión 3D realmente permite crear prototipos y dispositivos listos para usar de forma rápida.
Los especialistas de la agencia están convencidos de que la implementación de tecnologías avanzadas es crucial para el futuro de la industria espacial. Este enfoque no solo reduce los costos de los proyectos actuales, sino que también abre la puerta a misiones completamente nuevas que antes parecían demasiado complicadas o costosas.
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