¿Cómo encaja esta estructura en el transbordador y luego se expande a 28 metros?

Sí, todo el sistema de puntales y lentes era un globo gigante. Hay buena información en este documento .

Doblado y desinflado, se veía así.

Esto encaja en una caja montada en el costado del autobús de transporte SPARTAN-201. El "globo" estaba hecho de Mylar.

El esquema de despliegue básico para IAE se basó en expulsar la estructura reflectora guardada, como un paquete, lejos de su contenedor de lanzamiento antes de iniciar su propio despliegue. De esta manera, la estructura del reflector cargada por inercia esencialmente "sacaría" los puntales de sus contenedores de lanzamiento de una manera casi uniforme. Cuando los puntales se estiraron hasta aproximadamente el 80% de su longitud desplegada, se desarrollaría una ruta de flujo de gas y en ese momento se introduciría gas de inflación en los tres puntales en su intersección con la estructura del recipiente. Mientras se sacaban los puntales de sus vainas, se iniciaría una baja tasa de despliegue de la estructura lenticular a partir de la liberación de energía de tensión de los materiales inflables y una pequeña cantidad de gas residual tanto en el toroide como en la estructura lenticular.

Se encontraron problemas:

En órbita, la magnitud del gas residual y la energía de deformación en la estructura almacenada fue significativamente mayor de lo previsto. Como consecuencia, la secuencia de despliegue planificada no se materializó. En su lugar, la estructura del reflector se desplegó prematuramente de modo que no tuvo lugar su eyección planificada lejos del bote. En el momento en que los puntales migraron de sus vainas como consecuencia del gas residual y la energía de deformación del material, la estructura del reflector se había desplegado más de la mitad. Sin embargo, debido a la naturaleza robusta de este tipo de estructura espacial, el toro y dos de los puntales completaron el despliegue aproximadamente al mismo tiempo y el despliegue completo del tercer puntal siguió en uno o dos minutos.

Todas las citas y la imagen son del documento vinculado.

El ex director de vuelo y gerente del programa de transbordadores, Wayne Hale, tiene una publicación de blog interesante que describe las tribulaciones encontradas por esta carga útil.

Tus sospechas iniciales son correctas. Es básicamente un globo grande. Aquí está el por qué.

Aunque la información es escasa, establezcamos una cosa: Spartan era solo una plataforma de transporte. Es una especie de plataforma interesante en el sentido de que tiene absolutamente cero mando y control. Después del lanzamiento, ejecuta su misión, se recupera y los resultados se obtienen una vez que está en el suelo.

Spartan solo se usó para llevar a cabo el experimento de la antena inflable. Las antenas en el espacio generalmente tienen un incentivo para ser físicamente grandes. En términos generales, una antena físicamente más grande tendrá una mayor ganancia. La ganancia es un fenómeno del diseño de antenas. Una antena isotrópica ideal irradia potencia por igual en todas las direcciones. Para una nave espacial que se comunica con la Tierra, esto es increíblemente pobre. Incluso un diseño de antena simple que irradie energía solo en los 180 grados hacia la Tierra sería el doble de efectivo que una antena ideal. Podría usar una antena pobre con un transmisor potente, pero esto requiere paneles solares más grandes y una batería más grande. Esto aumenta aún más el peso de lanzamiento de la carga útil.

Las antenas reales con ganancia real tienen que lidiar con una gran cantidad de variables. Una antena de satélite de televisión a menudo está diseñada para irradiar energía solo hacia la parte de la Tierra donde se espera que estén los espectadores. Una sonda de espacio profundo usa una antena de alta ganancia, pero solo apunta a la Tierra. El tamaño aparente de la Tierra es extremadamente pequeño, pero si se mantiene apuntando a la Tierra, puede irradiar más energía hacia la Tierra. Esto aumenta la relación señal-ruido. El teorema de Shannon-Hartley establece que una mayor relación señal/ruido permite comunicar más información en el mismo canal de comunicaciones. No importa si estás a 10 pies del receptor oa 10 años luz, este teorema es cierto.

Las antenas de alta ganancia a bordo de un satélite suelen tener un sistema complicado que expande muy lentamente una antena de alta ganancia apretada hasta su forma final (generalmente una parábola) una vez que el satélite está en órbita. La antena está empaquetada porque es físicamente grande, pero no muy densa. Intentar lanzar una antena de alta ganancia a bordo de un satélite que ya tenía su forma parabólica normal requeriría un carenado de carga útil poco realista en la etapa final del cohete. Un fallo del sistema de despliegue puede inutilizar el satélite . La antena de alta ganancia de la nave espacial Galileo nunca se desplegó correctamente. Se atascó al intentar asumir una forma parabólica. Como resultado, los ingenieros optaron por utilizar la antena de baja ganancia para todas las comunicaciones.

Puede encontrar más información sobre este tipo de antena en el sitio web de un fabricante. Antenas reflectoras de malla desplegables es el término que utiliza Harris Corporation para referirse a su producto. Hay muchos proveedores, solo he visto una de sus antenas en persona antes.

¡Una antena inflable podría ser mucho más simple! Un pequeño generador de gas podría aumentar lentamente la presión dentro de la antena hasta que la antena asuma la forma deseada. Supongo que este experimento usó un generador de gas , en realidad no lo sé. para Este generador de gas es probablemente más ligero que los medios mecánicos. Por el mismo peso, un satélite podría llevar una antena inflable mucho más grande. Esto es muy importante si está desarrollando un satélite de vigilancia. Un satélite de vigilancia necesita tanta ganancia como sea posible para detectar señales débiles que se irradian desde los transmisores en la Tierra. Un caso de ejemplo para este tipo de sistema es ECHELON .

La antena que ves desplegarse en las imágenes es un diseño parabólico común. Puedes pensar que es como una sección recortada de una esfera. No es diferente a los pequeños platos que se usan en las casas de las personas para recibir televisión por satélite . Hay más información aquí en Wikipedia sobre antenas parabólicas.

Entonces, en teoría, casi todos los satélites de comunicación deberían usar antenas inflables. Sobre lo que no puedo encontrar información es sobre la practicidad a largo plazo de dicha antena. Hay una serie de problemas con una antena de este tipo. Principalmente, los micrometeoritos y los desechos espaciales podrían perforar la estructura de la antena. Unos pocos agujeros pequeños pueden no importar. De todos modos, la mayoría de los satélites llevan algún tipo de propulsor, por lo que podrían usar algo de eso para mantener la antena inflada en presencia de pequeñas fugas. Eventualmente tendría tantas fugas que no podría mantenerlo inflado sin importar la cantidad de gasolina que tenga. Por lo tanto, la vida útil real de una antena de este tipo podría ser mucho menor que la de los productos disponibles comercialmente en el mercado en la actualidad.