Tempeste di polvere, radiazione cosmica ionizzante, freddo estremo di notte... Marte non è molto ospitale! È per queste condizioni estreme che il team di ricerca di Christophe Craeye, un professore alla UCLouvain Louvain School of Engineering, sviluppato antenne per lo strumento di misura 'LaRa' (Lander Radioscience), che andrà su Marte nel 2020.

Il laboratorio del Prof. Craeye produce antenne da più di 15 anni, per vari usi:radar stradali, risonanza magnetica, oggetti di tracciamento dotati di chip di identificazione a radiofrequenza (RFID). L'obiettivo è sempre lo stesso:recuperare a distanza i dati inviati da uno strumento di misura (della velocità di un veicolo, le funzioni interne del corpo, la posizione di un oggetto o di un individuo, eccetera.).

Per questa perizia, nell'ambito della missione ExoMars, l'Agenzia spaziale europea (ESA) ha contattato (tramite Antwerp Space) UCLouvain. Lo scopo della missione è studiare la rotazione di Marte per saperne di più sulla composizione del suo nucleo e determinare se il pianeta era/sarà un giorno abitabile. Come? Per mezzo dello strumento LaRa, che comunicherà con la Terra tramite onde radio. Da qui l'importanza delle antenne:ricevono ed emettono onde radio. Misurando l'effetto Doppler, ovvero la differenza tra le frequenze delle onde emesse di andata (Terra-Marte) e quelle di ritorno (Marte-Terra), le antenne consentiranno di comprendere meglio il movimento di Marte e quindi il composizione del suo nucleo. Per questo LaRa è dotata di antenne 100% UCLouvain:un'antenna ricevente e due antenne trasmittenti (di cui una di backup).

Requisiti di produzione:

• Resilienza:l'atmosfera terrestre ci protegge dai raggi del sole e limita le variazioni di temperatura tra il giorno e la notte, che rende abitabile il nostro pianeta. Marte non ha un'atmosfera. Le temperature variano da 80°C di giorno (quando il sole è più intenso) a -125°C di notte. Per non parlare delle vibrazioni generate dalle tempeste di polvere.
• Leggero e miniaturizzato:lo strumento LaRa sarà dotato di molteplici componenti, ciascuno per un uso specifico nell'ambito della missione di ricerca ExoMars. Il suo peso totale è distribuito tra i suoi componenti, che deve quindi essere il più piccolo e leggero possibile.

La più grande impresa del team UCLouvain:dall'idea al prototipo, ha creato l'antenna in soli tre mesi.

I vantaggi del design di UCLouvain:

• Un processo produttivo innovativo:antenne dalla forma inedita sono state realizzate fresando da un unico blocco di alluminio:nessuna saldatura significa maggiore resistenza alle vibrazioni e alle variazioni di temperatura, oltre ad essere estremamente leggero. Le antenne riceventi pesano 132g massimo, le antenne di emissione 162g massimo. E stanno nel palmo della mano. L'originalità del design ha conquistato l'ESA.
• Sensibilità eccezionale:le antenne sono in grado di catturare un segnale radio da qualsiasi direzione, e focalizzalo sull'elettronica del transponder, un'area di meno di 1 cm² al centro dell'antenna, per il segnale più forte possibile.

E dopo? Si stanno sviluppando applicazioni nel campo delle comunicazioni satellitari. E molte collaborazioni industriali esistono in campi oltre lo spazio e vari come l'imaging medico, sensori a radiofrequenza, radar e telecomunicazioni.