چاپ تجهیزات الکترونیکی روی دیواره های فضاپیما
با فناوری: مهندسان ناسا در یک ماموریت جدید فضایی، تجهیزات الکترونیکی را روی دیواره های فضاپیما چاپ کردند تا در فضای مورد نیاز برای محموله ها صرفه جویی کنند.
به گزارش با فناوری به نقل از ایسنا و به نقل از ناسا، فضاپیماهای کوچک امروزی می توانند مجموعه بسته بندی شده ای از حسگرها و تجهیزات الکترونیکی را با خود حمل کنند و آنرا به فضا ببرند. چاپ مدارهای الکترونیکی روی دیوارها و ساختار فضاپیماها می تواند به ماموریت های آینده کمک نماید تا محموله ها را در بسته های کوچکتری با خود ببرند.
مهندسان، مدارهای چاپی هیبریدی را طی یک پرواز موشکی در ۲۵ آوریل از «مرکز پرواز والوپس» ناسا با موفقیت در لبه فضا آزمایش کردند. سنسورهای الکترونیکی دما و رطوبت که روی در محفظه محموله و روی دو پنل متصل به آن چاپ شده بودند، کل ماموریت موشک «ساب تی ای سی-۹»(SubTEC-۹) را زیر نظر داشتند و داده هایی را که به زمین ارسال می شدند، ثبت می کردند.
این آزمایش که توسط «بث پاکت»(Beth Paquette) مهندس هوافضا و «مارگارت ساموئلز»(Margaret Samuels) مهندس الکترونیک «مرکز پرواز فضایی گادرد» ناسا انجام شد، بدنبال اثبات آمادگی برای پذیرفتن تجهیزات الکترونیکی چاپی در فضا بود.
منحصربه فرد بودن این فناوری بدین سبب است که می توانید سنسور را در جایی که به آن نیاز دارید، چاپ کنید. مزیت بزرگ این است که در فضا صرفه جویی می کند. تجهیزات الکترونیکی را می توان روی سطوح سه بعدی با عرض حدود ۳۰ میکرون –نصف عرض یک تار موی انسان- یا کمتر چاپ کرد. این کار می تواند مزایای دیگری نیز برای آنتن ها و کاربردهای فرکانس رادیویی داشته باشد.
پاکت و ساموئلز با همکاران خود در «مرکز پرواز فضایی مارشال» ناسا کار کردند که جوهر سنسور رطوبت را ابداع نموده اند. شرکای آنها در «آزمایشگاه علوم فیزیکی دانشگاه مریلند» نیز مدارها را ابداع کردند.
«برایان بنکس»(Brian Banks) مهندس الکترونیک والوپس اظهار داشت: مدارهای چاپی، سطح جدیدی از عملکرد را برای فضاپیماهای کوچک تر امکان پذیر می کنند که هم برای ماموریت های فضایی نزدیک زمین و هم برای ماموریت های اعماق فضا بسیار رایج تر است. فناوری ترکیبی این امکان را فراهم می آورد تا مدارها در مکان هایی ساخته شوند که بطور معمول برای ماژول های الکترونیکی معمولی در دسترس نیستند. همچنین، چاپ روی سطوح منحنی می تواند برای محموله های کوچک و قابل استقرار سودمند باشد که فضا در آنها بسیار محدود است.
«جیسون فلیشر»(Jason Fleischer) مهندس لابراتوار علوم فیزیکی دانشگاه مریلند، مدارهای پرواز روز ۲۵ آوریل را با بهره گیری از چاپگرهایی طراحی و چاپ کرد که می توانند تجهیزات الکترونیکی را نازک تر از آن چه چشم انسان می بیند، چاپ کنند.
فلیشر اظهار داشت: پرتاب ساب تی ای سی-۹، یک نقطه عطف در توسعه لابراتوار علوم فیزیکی دانشگاه مریلند و اعتبارسنجی فناوری مدار چاپی بود.
وی ادامه داد: هر بخش باید در طول پرواز کار کند و بازگشت موفقیت آمیز داده به این معناست که همه مدارها فعال بوده اند و کار می کنند. من برای این موفقیت، تکرار کردن آن با یک موشک دیگر و کسب موفقیت های بیشتر هیجان زده هستم.
این گروه پژوهشی، مدارهای الکترونیکی را روی مواد گوناگون، منحنی ها و گوشه های فضاپیما و روی قطعات انعطاف پذیر چاپ کردند. آنها در پژوهش دیگری، مدارهای الکترونیکی مبتنی بر پرتو ایکس را روی نوارهای انعطاف پذیر پلاستیک کاپتون چاپ کردند. این گروه پژوهشی درحال توسعه دستورالعمل هایی هستند که پذیرش آنها برای مهندسان ماموریت آسان تر باشد.
بهبود در عملکرد
ساموئلز اظهار داشت: مدارهای چاپی، مزیت قابل توجهی در قابلیت پیش بینی و پایداری اتصالات و طراحی آنتن دارند. ما می توانیم آنتن را روی یک سطح منحنی مانند قسمت بیرونی موشک یا فضاپیما چاپ نماییم و تعداد زوایایی را که می توانند سیگنال ها را در فضا ارسال و دریافت نمایند، افزایش دهیم.
اتصالات سنتی آنتن توسط فرآیندی به نام اتصال سیم انجام می شوند که یک سیم فلزی را ذوب می کند و سپس آنرا به تجهیزات الکترونیکی پردازش سیگنال متصل می سازد. ساموئلز اظهار داشت که این پروسه ممکنست نامرتب و غیر دقیق باشد و استفاده بهینه از فناوری آنتن دقیق را دشوار کند.
وی ادامه داد: این کار کمی شبیه به کار کردن چرخ خیاطی با نخ فلزی است. نشست هایی در مورد مکانیسم های شکست احتمالی بندزنی سیمی برگزار شده اند. بنابراین، این ایده که بتوان اتصالات چاپی را جایگزین کرد، یک پیشرفت بزرگ است.
پاکت اظهار داشت: شاید ماموریت های آینده بتوانند سنسورهای دما را در سراسر سطوح داخلی فضاپیما چاپ کنند. چنین ماموریتی می تواند بهتر درک کند که گرمایش و سرمایش چگونه بر کل فضاپیما هنگام عبور از نزدیکی خورشید تأثیر می گذارند.
منبع: با فناوری
این مطلب را می پسندید؟
(1)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب