U svijetu gdje prirodne katastrofe ne biraju vrijeme ni mjesto, ključna je brza i učinkovita komunikacija za spašavanje života. Znanstvenici sa Sveučilišta Stanford i Američkog sveučilišta u Bejrutu postali su nositelji nade, razvijajući revolucionarnu antenu koja bi mogla biti presudna u takvim kriznim trenucima.

Ova inovativna bi-stabilna razmjestiva kvadrifilarna spiralna antena, koja se ističe svojom lakoćom i prenosivošću, omogućuje efikasnu komunikaciju u ekstremnim uvjetima. Njezina jedinstvena sposobnost pasivne rekonfiguracije karakteristika zračenja, poput uzorka i polarizacije, čini je savršenom za hitne situacije kao što su potresi ili poplave, gdje standardna komunikacijska infrastruktura često zakaže.

Nakon strašnih događaja poput potresa, poplava ili drugih nepogoda, klasični komunikacijski sustavi poput mobilnih i radio tornjeva obično su oštećeni ili uništeni. U tim trenucima, sposobnost brzog uspostavljanja komunikacija ključna je za koordinaciju akcija spašavanja i pružanja hitne pomoći. Zahvaljujući ovoj anteni, koja je detaljno opisana u časopisu Nature Communications, timovi za spašavanje sada imaju mogućnost brzog i učinkovitog odgovora.

Antena, koja se može jednostavno mijenjati između dvije konfiguracije, omogućuje komunikaciju s uređajima na zemlji i satelitima, ne zahtijevajući dodatnu energiju. Ovo je presudna prednost u situacijama gdje je svaki trenutak važan, a resursi ograničeni.

Ovaj tehnološki iskorak ne samo da otvara nove mogućnosti za brze reakcije u hitnim situacijama, već također nudi nadu za nerazvijene regije gdje postojanje stabilne komunikacijske mreže još uvijek predstavlja izazov. S ovom antenom, znanstvenici sa Stanforda i AUB-a ne samo da su pokazali izvrsnost u inovacijama, već i pružili ruku pomoći onima kojima je to najpotrebnije.

Maria Sakovsky, asistentica profesora na odjelu za aeronautiku i astronautiku na Stanfordu, ističe ključne prednosti nove antene u odnosu na konvencionalne sustave: “Tradicionalna rješenja u ovim područjima često uključuju teške, metalne strukture koje su nepraktične za transport i zahtijevaju znatnu količinu energije za rad. Naša antena predstavlja suprotnost – ona je lagana, energetski učinkovita i fleksibilna u uporabi, nudeći maksimalnu funkcionalnost s minimalnim resursima u područjima gdje komunikacijska infrastruktura nije dostupna.”

Razvijena u suradnji sa znanstvenicima Američkog sveučilišta u Bejrutu, ova antena koristi pristupe i materijale tipične za svemirske tehnologije. Uzimajući u obzir ograničenja poput prostora i goriva, znanstvenici su uspjeli kreirati uređaj koji je kompaktan prilikom transporta, ali se može proširiti u funkcionalni oblik kad je potrebno. Inspirirani načinom na koji se uređaji razvijaju u orbiti, tim je stvorio antenu koja se može sklopiti i lako prenositi.

Dizajnirana od kompozitnih vlakana, materijala često korištenog u satelitima, antena podsjeća na dječju igračku za hvatanje prstiju, s trakama materijala koje se križaju u spiralama. Ova jedinstvena struktura omogućuje prilagodbu signala i njegove snage, čime antena postaje svestrano komunikacijsko rješenje.

“Kako bismo osigurali lakoću prenošenja i pakiranja, odlučili smo se za ovaj jedinstveni dizajn, koji se razlikuje od tradicionalnih spiralnih antena. Korištenjem inovativnih oblika, koji se do sada nisu koristili, dokazali smo njihovu učinkovitost,” objasnio je Sakovsky.

Najkompaktniji oblik antene je poput šupljeg prstena, dimenzija malo većih od narukvice, težine od samo 1,4 unce. U ovom obliku, antena može komunicirati sa satelitima, šaljući snažan signal u specifičnom smjeru. Kada se rastegne, antena poprima oblik sličan Wi-Fi usmjerivaču, šaljući slabiji signal u svim smjerovima. Ovaj dualni način rada čini je iznimno prilagodljivom za različite scenarije upotrebe, od komunikacije sa satelitima do lokalne mreže na zemlji.

S ovom inovativnom tehnologijom, tim sa Stanforda i AUB-a stvorio je uređaj koji ne samo da rješava praktične probleme u kriznim situacijama, već otvara nove mogućnosti u komunikaciji za nerazvijene i izolirane regije.

Jednostavnost upotrebe nove antene leži u njezinoj intuitivnoj konstrukciji – prebacivanje između dva radna stanja postiže se jednostavnim povlačenjem ili guranjem. Ova antena je dizajnirana tako da se automatski škljocne na pravi položaj kada se pomakne iznad određene točke, čime se uklanjaju potrebe za preciznim pozicioniranjem.

"Veličina antene i specifičnosti njezina dizajna određuju frekvencijski raspon komunikacije u oba stanja", pojasnio je Sakovsky. "Bez obzira na frekvenciju na kojoj radite, ovo dizajnersko načelo omogućuje skaliranje za očuvanje istih performansi."

Prototip antene prošao je rigorozna testiranja na Stanfordu, gdje su procijenjeni njezini postavljanje i strukturne performanse. Karakteristike elektromagnetskog zračenja testirane su u specijaliziranim postrojenjima za mjerenje antena na Američkom sveučilištu u Bejrutu.

Uz antenu, za funkcionalni komunikacijski sustav potrebni su i primopredajnik, uzemljenje za reflektiranje radio valova i druga elektronika. Ipak, cijeli sklop teži tek oko 2 funte, što je značajno smanjenje u odnosu na tradicionalne sustave. Ova dvostruka funkcionalnost antene znači da bi ona mogla zamijeniti više težih antena u izazovnim područjima, kao što su regije pogođene katastrofama ili nerazvijena područja.

Pored toga, potencijal ove antene nije ograničen samo na Zemlju. Sakovsky i njezin tim razmatraju prilagođavanje njihova dizajna za uporabu u svemiru, omogućavajući satelitima korištenje iste antene za međusobnu komunikaciju i komunikaciju sa Zemljom.

"Našim svemirskim letjelicama nedostaje radne snage, volumena i mase. Ova antena nudi mogućnost zamjene višestrukih antena na jednom satelitu s jednom, što bi značajno smanjilo troškove i povećalo učinkovitost," rekla je Sakovsky. Ovo predstavlja revolucionarni korak u svemirskoj tehnologiji, potencijalno mijenjajući način na koji se komunikacijski sustavi dizajniraju i koriste u svemiru.

Video možete pogledati ovdje.
Izvor: Stanford University