Metamateriais mudam antenas de satélites depois de décadas

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(As antenas utilizadas para as comunicações via satélite não mudavam há décadas. Agora elas tiveram um impulso dos mesmos materiais usados nos mantos de invisibilidade. [Imagem: Penn State])

Antenas de metamateriais

Os metamateriais não servem apenas para criar mantos da invisibilidade.

Eles se mostraram excelentes também para a construção de uma nova geração de antenas que os satélites artificiais usam para transmitir seus dados do espaço para a terra.

Segundo engenheiros da Universidade da Pensilvânia e da empresa Lockheed Martin, as antenas de metamateriais são mais leves, barateando o custo de enviar os satélites ao espaço.

Como elas são mais eficientes, consomem menos energia, permitindo a redução do tamanho das baterias e dos painéis solares, reduzindo assim o tamanho total dos satélites de comunicação.

Antenas para satélites

"Nós desenvolvemos ferramentas de otimização de projeto que podem ser empregadas para atender às exigências de dispositivos reais," afirma o professor Douglas Werner.

"Podemos otimizar o metamaterial para obter o melhor desempenho do dispositivo, adaptando as suas propriedades ao longo de uma largura de banda para atender às necessidades específicas da antena tipo corneta," explica o pesquisador.

Embora os mantos da invisibilidade atraiam a atenção do público, os metamateriais até agora vinham-se mostrando mais como uma curiosidade científica, ainda longe de qualquer aplicação prática.

Mas parece que eles resolveram fazer uma estreia no mundo real em grande estilo.

As antenas do tipo corneta fazem parte dos satélites de comunicação que distribuem sinais de televisão e de rádio, chamadas telefônicas e transmissões de dados.

Os satélites usam principalmente duas bandas de micro-ondas: a banda C, para rádio de longa distância e telecomunicações, e a banda Ku, para as transmissões de TV.

Décadas sem melhorias

"As antenas atuais têm um desempenho adequado, mas tiveram poucas modificações ao longo das últimas décadas, exceto por avanços em técnicas de modelagem mais avançadas," diz Erik Lier, membro da equipe.

O uso dos metamateriais está mudando isto, criando uma nova geração de antenas espaciais.

Os metamateriais derivam suas propriedades incomuns de sua estrutura, e não de sua composição, e possuem propriedades exóticas geralmente não encontradas na natureza.

Os engenheiros ainda estão começando a explorar essas propriedades, sendo a criação de melhores antenas para satélites uma das primeiras implementações práticas dos metamateriais eletromagnéticos.