在NASA格伦中心进行的测试中,气凝胶样品被折叠起来以展示其柔韧性。
在2024年10月的测试中,NASA的研究人员操控一台平板型主动相控阵气凝胶天线,使其指向一颗地球同步卫星。
在NASA格伦中心进行的测试中,研究人员使用平板气凝胶阵列天线与地球静止卫星进行通信。
2024年夏季,一架美国海军飞机安装了气凝胶相控阵天线原型进行飞行测试。该飞机用于验证与低地球轨道卫星的数据传输质量和通信链路可靠性。 NASA工程师正在使用世界上最轻的固体材料之一——气凝胶构建一种可嵌入飞机外壳的天线,为无人机和其他未来空中交通工具打造更符合空气动力学、更可靠的通信解决方案。 这款由NASA 开发的超轻气凝胶天线旨在为功率和空间受限的飞行器提供卫星通信支持。气凝胶由柔性高性能塑料(即聚合物)制成。该设计具有高空气含量(95%),兼具轻质和高强度。研究人员可以调整其特性,使其具有保鲜膜的柔韧性或有机玻璃的硬度。 NASA将一层气凝胶夹在一块小型电路板和一排薄薄的圆形铜电池之间,然后在上面覆盖一种电绝缘性能良好的薄膜。这项创新被称为主动相控阵气凝胶天线。 除了通过贴合飞机形状来减少阻力外,气凝胶天线还能节省重量和空间,并能够调整各个阵列单元以减少信号干扰。与其他类型的天线(例如针状天线和刀片天线)相比,它们在视觉上也更不显眼。成品看起来像蜂窝,可以平放在飞机表面。 2024年夏天,研究人员在马里兰州帕塔克森特河海军航空站与美国海军进行了一次飞行演示,并在一架布里顿-诺曼“防卫者”飞机上测试了该天线的刚性平板版本。 同年10月,NASA格伦中心和位于休斯敦的欧洲通信卫星美国公司(Eutelsat America Corp.)的研究人员开始对安装在刚性平板上的天线版本进行地面测试。该团队成功连接了一颗地球静止轨道上的欧洲通信卫星,该卫星将信号反射回格伦中心一栋建筑上的卫星天线。该系统在格伦中心进行的其他演示也与数据中继公司开普勒(Kepler)运营的低地球轨道通信卫星群进行了连接。NASA的研究人员将在今年晚些时候设计、制造并测试该天线的柔性版本。 卫星测试对于分析气凝胶天线概念的实际应用至关重要。现代飞机与地面站通信时,信号通常通过卫星中继传输,这可能会导致延迟和通信中断。NASA 开发的这项技术将确保这些卫星链路在飞行过程中不会中断,因为气凝胶天线的波束是一束集中的无线电波,可以通过电子方式精确控制以保持连接。 随着新型航空运输方式——从今天的小型有人驾驶飞机到未来的自动驾驶“空中出租车”和货运无人机进入市场,这种稳定的连接将变得越来越重要。正因此,NASA的“先进空中机动”任务和“变革性航空概念”项目正在支持气凝胶天线等研究,这些研究可以促进行业努力,安全地拓展这些运输系统的新兴市场。 (逸文)