NASA finanziert Studie zu robotisch montierten Metamaterialien für Weltraumradar

NASA hat eine neue Konzeptstudie ausgewählt, die die Raumlageerfassung revolutionieren könnte, indem sie robotisch montierte elektromagnetische Metamaterialien nutzt, um große, rekonfigurierbare Antennen im Orbit zu bauen. Das Projekt unter der Leitung von David Smith an der Duke University zielt darauf ab, die Einschränkungen bodengestützter Radarsysteme zu überwinden, die Objekte jenseits des erdnahen Orbits, wie im cislunaren Raum, nicht effektiv verfolgen können.

Aktuelle bodengestützte Radar-Arrays wie der verbesserte Space Fence können Objekte ab einer Größe von vier Zoll überwachen, sind jedoch aufgrund der enormen Entfernungen auf den erdnahen Orbit beschränkt. Für kohärentes Radar wächst die erforderliche Array-Größe proportional zur Zielentfernung, was bodengestützte Systeme für die cislunare Überwachung unpraktisch macht. Weltraumgestützte Radarsysteme bieten eine Lösung, erfordern jedoch extrem große Aperturen – jenseits der 100-Meter-Grenze aktueller entfaltbarer Strukturen, die in eine einzelne Nutzlastverkleidung passen müssen.

Das vorgeschlagene System kombiniert robotische Montagetechnologie aus dem ARMADAS-Projekt der NASA mit volumetrischen Metamaterialien, die ohne mechanische Bewegung für Strahlschwenkung umkonfiguriert werden können. Dieser modulare, zellengetriebene Ansatz ermöglicht eine nahezu beliebige Skalierung und damit Aperturen, die für die Langstreckenerfassung ausreichen. Die Studie wird die Machbarkeit bei S-Band-Frequenzen demonstrieren, wobei ein Dipolmodell, validiert in kleinerem Maßstab, und Vollwellen-Numerikmethoden für das Elementdesign verwendet werden.

Bei Erfolg könnte die Technologie auch der Erdbeobachtung und der Tiefenraumkommunikation zugutekommen, da größere Aperturen die Auflösung und Empfindlichkeit für viele NASA-Missionen verbessern. Das Projekt wurde 2026 im Rahmen des NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC)-Programms ausgewählt, mit dem Ziel, Designstrategien für omnidirektionale Strahlformung und rekonfigurierbare Einheitszellen voranzutreiben, die mit robotischer Montage kompatibel sind.