Dalam eksplorasi luar angkasa, komunikasi yang andal adalah kunci keberhasilan setiap misi. Antena memainkan peran penting dalam mentransmisikan data dari satelit, pesawat luar angkasa, dan stasiun penelitian ke Bumi. Pada umumnya, antenna terbuat dari bahan logam seperti aluminium, tembaga, dan perak. Hal ini dikarenakan konduktivitas listrik yang tinggi, tahan terhadap kondisi ekstrem, dan mampu menghantarkan sinyal dengan efisien. Namun, antena konvensional tersebut memiliki keterbatasan, seperti bobot yang tinggi dan biaya produksi yang besar. Oleh karena itu, baru-baru ini NASA telah mengembangkan antena berbasis 3D printing yang menggunakan komposit polimer-keramik konduktif sebagai pengganti logam.

Gambar 1.  Simulasi Antena NASA dalam Ruang Anechoic [1]

Komposit polimer-keramik merupakan material hibrida yang menggabungkan sifat mekanis dan termal polimer dengan konduktivitas tinggi dari partikel keramik. Beberapa jenis keramik memiliki konduktivitas listrik yang tinggi, terutama ketika dikombinasikan dengan material tambahan, misalnya:

  1. Titanium Nitride (TiN) dan Zirconium Nitride (ZrN)
  2. Indium Tin Oxide (ITO)
  3. Carbon Nanotube (CNT) dan Graphene

Penggunaan komposit polimer-keramik dalam antena NASA menawarkan beberapa keunggulan signifikan yang mampu membuka peluang baru dalam pengembangan teknologi komunikais luar angaksa:

  1. Pengurangan berat

Material ini jauh lebih ringan daripada logam, mengurangi beban pada wahana Antariksa

  1. Fleksibilitas Desain

Teknologi 3D printing memungkinkan pencetakan geometri kompleks yang sebelumnya sulit dibuat dengan logam.

  1. Ketahanan Terhadap Lingkungan Ekstrem

Komposit polimer-keramik lebih tahan terhadap korosi dan perubahan suhu drastis dibandingkan logam konvensional.

  1. Efisiensi Produksi

Proses manufaktur berbasis 3D printing memungkinkan pembuatan antena dalam waktu yang lebih singkat dengan biaya lebih rendah.

  1. Reduksi Biaya dan Efisiensi Logistik

Mengurangi ketergantungan pada pengiriman komponen logam dari Bumi.

Komposit polimer-keramik telah membuktikan bahwa material alternatif dapat menggantikan logam dalam aplikasi antena berteknologi tinggi. Dengan kombinasi polimer canggih, partikel keramik konduktif, dan teknik manufaktur aditif, material ini menawarkan performa setara logam dengan keunggulan tambahan dalam bobot, fleksibilitas, dan ketahanan lingkungan. Teknologi ini tidak hanya akan merevolusi sistem komunikasi luar angkasa tetapi juga memiliki potensi besar untuk diterapkan dalam industri komunikasi di Bumi.

Sebagai langkah selanjutnya, para ilmuwan terus mengembangkan formulasi material yang lebih efisien dan metode manufaktur yang lebih canggih untuk meningkatkan performa antena berbasis 3D printing. Tidak menutup kemungkinan bahwa di masa depan, antena untuk satelit dan komunikasi global akan lebih banyak diproduksi dengan teknologi ini dibandingkan metode konvensional berbasis logam.

Sumber:

[1]   https://www.nasa.gov/technology/manufacturing-materials-3-d-printing/nasa-3d-printed-antenna-takes-additive-manufacturing-to-new-heights/#:~:text=In%20fall%202024%2C%20NASA%20developed,of%20science%20and%20exploration%20missions.