A NASA informa que seus Engenheiros estão utilizando um dos materiais sólidos mais leves do mundo para construir uma antena que pode ser embutida na fuselagem de uma aeronave, criando uma solução de comunicação mais aerodinâmica e confiável para drones e outras opções futuras de transporte aéreo.
Desenvolvida pela NASA, esta antena de aerogel ultraleve foi projetada para possibilitar comunicações via satélite em locais nos quais energia e espaço são limitados, como nas fuselagens de pequenas aeronaves.
O aerogel é composto de plásticos flexíveis e de alto desempenho conhecidos como polímeros. O design possui alto teor de ar (95%) e oferece uma combinação de leveza e resistência. Os pesquisadores podem ajustar suas propriedades para obter desde a flexibilidade de um filme plástico até a rigidez do acrílico.
“Ao remover a parte líquida de um gel, resta essa estrutura incrivelmente porosa,” disse Stephanie Vivod, engenheira química do Centro de Pesquisa Glenn da NASA. “Se você já fez gelatina, realizou uma química semelhante ao primeiro o para fabricar um aerogel.”
A NASA inseriu uma camada de aerogel entre uma pequena placa de circuito e uma matriz de finas células circulares de cobre, completando o design com um tipo de filme conhecido por suas propriedades de isolamento elétrico. Essa inovação é conhecida na NASA e na comunidade de aviação como antena de aerogel com matriz ativa em fases (“active phased array aerogel antenna”).
Além de reduzir o arrasto ao se conformar à forma da aeronave, as antenas de aerogel economizam peso e espaço e possibilitam ajustar individualmente os elementos de sua matriz para reduzir a interferência de sinais.
Elas também são menos intrusivas visualmente em comparação a outros tipos de antenas, como as em formato de haste (“spikes”) e lâminas (“blades”). O produto final se assemelha a um favo de mel, mas permanece plano na superfície da aeronave.
No verão de 2024, pesquisadores testaram uma versão rígida da antena em uma aeronave Britten-Norman Defender durante uma demonstração em voo com a Marinha dos EUA (U.S. Navy) na Naval Air Station Patuxent River, em Maryland.
Em outubro ado, pesquisadores do NASA Glenn e da empresa de comunicações via satélite Eutelsat America Corp., de Houston, iniciaram testes em solo com uma versão da antena montada em uma plataforma. A equipe conseguiu se conectar com um satélite Eutelsat em órbita geoestacionária, que refletiu um sinal para uma antena parabólica em um prédio do Glenn.
Outras demonstrações do sistema no Glenn estabeleceram conexão com uma constelação de satélites de comunicação operados na órbita baixa da Terra pela empresa de retransmissão de dados Kepler. Os pesquisadores da NASA vão projetar, construir e testar uma versão flexível da antena ainda este ano.
“Isso é significativo porque conseguimos usar a mesma antena para nos conectar com dois sistemas de satélites bem diferentes,” disse o pesquisador do Glenn Bryan Schoenholz.
Satélites em órbita baixa da Terra estão relativamente próximos — a 1.200 milhas (1.930 km) da superfície — e se movem rapidamente ao redor do planeta. Satélites geoestacionários estão muito mais distantes — a mais de 22.000 milhas (35.400 km) da superfície — mas orbitam a velocidades que combinam com a rotação da Terra, permanecendo em posição fixa acima do equador.
Os testes com satélite foram cruciais para analisar as potenciais aplicações do conceito de antena de aerogel no mundo real.
Quando aeronaves modernas se comunicam com estações em solo, esses sinais frequentemente são transmitidos por meio de relés de satélite, o que pode causar atrasos e perda na comunicação. Esta tecnologia desenvolvida pela NASA garantirá que tais conexões via satélite não sejam interrompidas durante o voo, pois o feixe da antena de aerogel é um fluxo concentrado de ondas de rádio que pode ser direcionado eletronicamente com precisão para manter a conexão.
Com o surgimento de novas opções de transporte aéreo no mercado e no espaço aéreo dos EUA — desde pequenas aeronaves pilotadas até os futuros táxis aéreos autônomos e drones de entrega — essas conexões estáveis se tornarão cada vez mais importantes.
Por isso, a missão Mobilidade Aérea Avançada (“Advanced Air Mobility”) e o programa Conceitos de Aeronáutica Transformativos (“Transformative Aeronautics Concepts”) da NASA apoiam pesquisas como a das antenas de aerogel, capazes de impulsionar os esforços da indústria para expandir de maneira segura o mercado emergente desses sistemas de transporte.
“Se um táxi aéreo autônomo ou voo de drone perde sua ligação de comunicação, temos uma situação muito insegura,” afirmou Schoenholz. “Não podemos correr o risco de uma ‘ligação perdida’ lá em cima, pois essa conexão é crucial para a segurança do voo.”
A atividade visa desenvolver tecnologias que reduzam o risco de interferência de radiofrequência de táxis aéreos, drones, jatos comerciais e outras aeronaves em um espaço aéreo cada vez mais congestionado.
Informações da NASA
