Projeto de configuração e análise dinâmica de antenas planas desplegáveis em larga escala baseadas em circuitos Hamiltonianos

Este artigo apresenta um novo mecanismo de antena plana desplegável bidimensional que visa os principais desafios de estruturas espaciais de grande abertura, com ênfase na melhoria da rigidez e confiabilidade do deslocamento. Baseando-se na teoria da origami de painéis grossos, desenvolvemos uma arquitetura modular que pode ser escalada de forma contínua até um arranjo de 4 × 5, preservando a compatibilidade cinemática entre os módulos. A ideia central é formular caminhos de dobra/desdobramento como circuitos Hamiltonianos em um grafo de grade, o que permite a geração e avaliação sistemática de topologias candidatas. Ao impor uma restrição de circuito fechado, os arranjos resultantes fornecem caminhos de transferência de carga contínuos e mitigam a conformidade local que comumente surge em designs de cadeia aberta. Para validar o conceito proposto, modelos dinâmicos multibody de alta fidelidade foram implementados no motor MuJoCo para avaliar a estabilidade do deslocamento, a convergência para o estado totalmente desdobrado e a eficiência do envelope. Os resultados da simulação demonstram um desdobramento suave e repetível sem oscilações excessivas, e confirmam que a configuração otimizada em circuito fechado mantém um embalagem compacta enquanto alcança uma rigidez estrutural consideravelmente maior. Em particular, a análise modal mostra que a frequência fundamental da topologia otimizada em circuito fechado é substancialmente mais alta do que a das configurações representativas em circuito aberto, indicando uma melhoria substancial na rigidez global. No geral, a estrutura de design baseada em circuitos Hamiltonianos fornece um caminho eficaz e escalável para antenas planas desplegáveis robustas e de alta rigidez para plataformas espaciais de grande escala da próxima geração.