Тканевая Vivaldi-антенна спрятала георадар под марсианский вертолёт

У георадара на низких гигагерцах есть неприятная геометрия: чтобы послать в грунт достаточно длинную волну, антенне нужен размер, плохо совместимый с маленьким летательным аппаратом. Для будущих марсианских вертолётов SkyFall этот конфликт особенно жёсткий. Рабочая полоса радара начинается с 500 МГц, где длина волны близка к 60 см, а от корпуса до поверхности при посадке остаётся около 15.2 см.

Команда JPL решила не выносить крупную жёсткую конструкцию вниз и не отказываться от широкополосности. Она собрала Vivaldi-антенну в гибкой тканевой оболочке, которая укладывается вдоль вертолёта. Vivaldi — щелевая антенна с плавно раскрывающимся контуром; такая геометрия естественно работает в широкой полосе. Здесь её пришлось уменьшить и заставить переносить постоянное сгибание, температурные перепады и ударную нагрузку посадки, сохраняя согласование и форму диаграммы.

В сборке применены металлизированная ткань, оболочка из polyester и Vectran, гибкие стеклопластиковые tape-springs и магниевая монтажная деталь. Общая масса заявлена около 150 г. Смысл этого набора материалов в том, что проводящий рисунок должен оставаться электрически непрерывным, а его щель — сохранять заданную геометрию после деформации. У такой антенны механика сразу становится частью RF-схемы: лишняя складка, сдвиг краёв или изменение расстояния до корпуса способны изменить входной импеданс и направленность.

Прототип прошёл термоциклирование и многократные изгибы. После шести промежуточных RF-проверок в безэховой камере JPL команда сообщила об эквиваленте 200 марсианских посадок без потери характеристик. На опубликованной фотографии инженер Maya Román подключает коаксиальный кабель к образцу; антенну ориентировали вверх, чтобы отражения и окружение меньше искажали измерение. Это важная деталь: измеряли реальный гибкий образец, а не только электромагнитную модель его развёрнутого контура.

SkyFall пока имеет статус будущей миссии NASA. Три вертолёта планируют отправить к Марсу в конце 2028 года, посадка ожидается осенью 2030-го. Их георадары предназначены для поиска и описания подповерхностного льда в интервале глубин 0.5–3.0 м. JPL отдельно пишет, что в сухом реголите зондирование может дотянуться до глубины менее 5 м; это не следует читать как гарантированную дальность обнаружения льда.

Лётная квалификация ещё впереди: нужны вибрационные испытания, развёртывание в имитированной марсианской среде, проверки инженерной модели радара и выезды в Mars Yard. Открытых S-параметров, КПД, усиления и диаграмм направленности NASA пока не публиковало. Однако сама лабораторная демонстрация уже меняет привычную компоновку: низкочастотная антенна для подповерхностного радара может быть гибкой несущей оболочкой аппарата, а не отдельной жёсткой фермой, которую приходится буквально тащить через посадочный клиренс.