हल्के अंतरिक्ष संरचनाएं जैसे क्यूबसैट, तैनाती योग्य सौर पैनल, एंटीना सरणी और अंतरिक्ष दूरबीन लॉन्च लागत को कम करने और कार्यक्षमता को अधिकतम करने के लिए कॉम्पैक्ट, कुशल डिजाइन पर भरोसा करते हैं। इलिनोइस विश्वविद्यालय का नया शोध लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स को स्व-परिनियोजन योग्य बूम में एकीकृत करके इन अनुप्रयोगों के लिए महत्वपूर्ण प्रगति प्रदान करता है।
शोधकर्ताओं ने क्यूबसैट में उपयोग के लिए एकीकृत लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ 20-ग्राम स्व-परिनियोजन योग्य बूम बनाया है। बूम पतले कार्बन फाइबर कंपोजिट से बना है और कठोर अंतरिक्ष स्थितियों का सामना करने और तैनाती की निगरानी और दृश्य में सहायता के लिए सेंसर और एलईडी से लैस है।
हल्के वज़न का डिज़ाइन अंतरिक्ष संरचनाओं के लिए महत्वपूर्ण है, विशेष रूप से कॉम्पैक्ट, हल्के उपग्रहों के लिए उपकरणों के लिए। बहुमुखी प्रतिभा एक अतिरिक्त लाभ है. इन आवश्यकताओं को एक नए तरीके से पूरा करने के लिए, अर्बाना-शैंपेन में इलिनोइस विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं ने लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स को तीन-परत स्व-परिनियोजन योग्य बूम के साथ सफलतापूर्वक जोड़ा है जिसका वजन सिर्फ 20 ग्राम है।
यूनिवर्सिटी ऑफ इलिनोइस ग्रिंगर स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में एयरोस्पेस और एयरोस्पेस के प्रोफेसर शिन निंग ने कहा, "इन अति पतली संरचनाओं में वाणिज्यिक इलेक्ट्रॉनिक्स को एकीकृत करना मुश्किल है और इस काम का विचार दो साल पहले एक बैठक में शुरू हुआ था।"
उन्होंने हल्के, लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स को एकीकृत करने वाली बहुक्रियाशील स्थानिक संरचनाओं के निर्माण में अपनी अनूठी विशेषज्ञता का परिचय दिया।
निंग ने कहा, "इसने नासा के लैंगली रिसर्च सेंटर के जुआन फर्नांडीज का ध्यान आकर्षित किया। वह वर्जीनिया टेक में क्यूबसैट परियोजना के लिए एक बूम संरचना का निर्माण कर रहे थे और उन्हें केवल एक शुद्ध संरचना के बजाय संरचना में एक बहुक्रियाशील उपकरण जोड़ने और सहयोग करने का अवसर मिला।"
अंततः, इलेक्ट्रॉनिक्स को रखने के लिए इस्तेमाल किया जाने वाला बूम नासा लैंगली रिसर्च सेंटर में तैयार किया गया था। यह एक तीन-परत वाला कार्बन फाइबर और एपॉक्सी राल मिश्रित है जिसे बहुत पतला, लगभग कागज की शीट जितना मोटा बनाया गया है। इसे एक टेप माप की तरह लपेटा जा सकता है, जो कुंडल में ऊर्जा संग्रहीत करता है जब तक कि यह अंतरिक्ष में खुद को अनियंत्रित न कर दे।
निंग ने कहा, "वर्जीनिया टेक की हमसे विशिष्ट मांगें हैं, जिनमें से कुछ हमारे लिए चुनौतियां खड़ी करती हैं।" "एक थी लंबाई। वे कागज़ जैसी पतली मिश्रित सामग्री में एक मीटर से अधिक लंबी बिजली और डेटा लाइनों को एम्बेड करना चाहते थे। हमने विभिन्न सामग्रियों और तकनीकों की कोशिश की। अंततः, हमने इन्सुलेशन के साथ लेपित व्यावसायिक रूप से उपलब्ध पतले तारों का उपयोग किया, और यह काम कर गया। मुझे लगता है कि हमने शुरुआत में इस पर बहुत अधिक सोचा। हमने कठिन और अधिक जटिल तरीकों की कोशिश की, लेकिन वे सभी विफल रहे। यह एक सरल और विश्वसनीय समाधान था, जिसमें ऑफ-द-शेल्फ, आसानी से उपलब्ध तारों का उपयोग किया गया था।"
एक अन्य प्रमुख घटक एक हल्का, लचीला इलेक्ट्रॉनिक पैच है जिसमें एक मोशन सेंसर, एक तापमान सेंसर और एक नीली रोशनी उत्सर्जक डायोड होता है, जो सभी बूम के शीर्ष पर लगे होते हैं। निंग बताते हैं कि इलेक्ट्रॉनिक घटकों को अंतरिक्ष की कठोर थर्मल वैक्यूम स्थितियों का सामना करने में सक्षम होने की आवश्यकता है, जबकि कुंडलित उछाल की अचानक तैनाती का सामना करने के लिए पर्याप्त लचीला होना चाहिए। मोशन सेंसर बूम की तैनाती और कंपन की निगरानी करते हैं, और नीली रोशनी उत्सर्जक डायोड क्यूबसैट कैमरों को तैनाती के बाद अंतरिक्ष में संरचनाओं को देखने में मदद करते हैं।
निंग की टीम ने लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ बिस्टेबल बूम के यांत्रिक गुणों के साथ-साथ इसकी तैनाती और कंपन व्यवहार का पता लगाने के लिए व्यापक जमीनी प्रयोग और सिमुलेशन आयोजित किए। ये बुनियादी अध्ययन भविष्य की बहुक्रियाशील स्थानिक संरचनाओं के डिजाइन में मूल्यवान अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं। "हम अंतरिक्ष में लचीले इलेक्ट्रॉनिक्स को अधिक टिकाऊ बनाने के लिए भी काम कर रहे हैं ताकि उनकी सुरक्षा की जा सके और उन्हें अंतरिक्ष वातावरण में लंबे समय तक काम करने की अनुमति मिल सके।"
बहुउद्देश्यीय बूम से सुसज्जित वर्जीनिया टेक की तीन-इकाई क्यूबसैट, 2025 में लॉन्च होने वाली है।
/ScitechDaily से संकलित