NASA da vida a un diseño de antena revolucionario

Hace unos 30 años, un joven ingeniero llamado Christopher Walker estaba en casa por la noche preparando pudín de chocolate cuando recibió lo que resultó ser una llamada muy fortuita de su madre. Atendiendo la llamada, apagó la estufa y estiró una envoltura de plástico sobre la olla para mantener fresco el pudín. Cuando regresó, el aire frío en la olla había hecho que la envoltura tomara una forma cóncava, y en ese plástico deformado, vio algo (el reflejo ampliado de una bombilla en el techo) que le dio una idea que podría revolucionar los sistemas espaciales y comunicaciones.

Esa idea se convirtió en el Large Balloon Reflector (LBR), un dispositivo inflable que crea amplias aberturas de recolección que pesan una fracción de las antenas desplegables actuales. Ahora, con la ayuda del programa Conceptos Avanzados Innovadores (NIAC) de la NASA, financiado por la Dirección de Misiones de Tecnología Espacial de la agencia, que apoya innovaciones visionarias de diversas fuentes, la visión de décadas de Walker está llegando a buen término.

El concepto convierte parte de la superficie interior de una esfera inflada en una antena parabólica. Una sección que comprende aproximadamente un tercio de la superficie interior del globo está aluminizada, lo que le confiere propiedades reflectantes. Con financiación del NIAC y una subvención del Laboratorio de Investigación Naval de EE. UU., Walker pudo desarrollar y demostrar tecnologías para un LBR de 33 pies (10 metros) de diámetro que fue transportado a la estratosfera mediante un globo gigante.

A modo de comparación, la apertura del enorme telescopio espacial James Webb de la NASA tiene más de 21 pies (6,5 metros) de diámetro.

"No había otro lugar que el NIAC dentro de la NASA para hacer despegar esto", dice Walker, ahora profesor de astronomía e ingeniería óptica en la Universidad de Arizona en Tucson.

“Al principio tenía miedo de compartir la idea con mis colegas porque parecía una locura. Se necesita un programa dentro de la NASA que realmente analice las ideas radicales, y NIAC lo es”.

Las antenas parabólicas utilizan su forma cóncava para capturar y concentrar la radiación electromagnética. Cuanto mayor sea el diámetro o apertura de la antena, más eficaz será para capturar luz u ondas de radio y transmitir señales de radio a grandes distancias. En astronomía, existe una tremenda ventaja al colocar telescopios sobre la atmósfera terrestre, que tiende a distorsionar o degradar las señales provenientes del espacio.

El desafío es que las grandes antenas reflectoras tradicionales son pesadas, difíciles de manejar y difíciles de guardar, lo que genera limitaciones en el lanzamiento y esquemas riesgosos de despliegue en el espacio. El diseño LBR resuelve ambos problemas. Hecho de una estructura de película delgada, se infla como una pelota de playa, proporcionando una forma de plato parabólico estable sin la necesidad de hardware desplegable voluminoso y complejo, y puede plegarse en un volumen diminuto.

En 2018, Freefall Aerospace, una empresa cofundada por Walker para desarrollar y comercializar la tecnología, demostró el potencial del LBR a bordo del globo estratosférico del tamaño de un estadio de la NASA, que transportaba un modelo a escala de 3,28 pies a una altitud de 159.000 pies.