Papierowe samoloty na orbicie. Taki pomysł mają w Japonii
Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego postanowili sprawdzić, czy papierowy samolot kosmiczny mógłby wnieść coś wartościowego do rozwoju technologii kosmicznych.
Wyniki analiz są naprawdę zaskakujące. Samolot po jakimś czasie ulega spaleniu, jednak zanim to nastąpi, może zebrać bardzo istotne dane, które zostaną wykorzystane w badaniach.
Papier w służbie kosmosu
Zespół badawczy kierowany przez Maximiliena Bertheta oraz Kojiro Suzukiego rozpoczął badania nad koncepcją origami space plane. Ideą jest stworzenie ultralekkiej, biodegradowalnej platformy, która po wypuszczeniu z ISS w ciągu kilku dni sama opuści orbitę i spłonie w atmosferze. Zamiast kosztownych, metalowych satelitów – kawałek celulozy, minerałów i chemicznych dodatków, ważące zaledwie 4 g.
Opisywany przez naukowców papierowy samolot nie jest zwykłą zabawką. To femtostatelita, czyli ekstremalnie mały obiekt o współczynniku balistycznym rzędu 0,2 kg/m2. Dzięki takim specyfikacjom opór atmosferyczny zaczyna natychmiast działać. Zespół podczas symulacji wykazał, że po wypuszczeniu z ISS taki obiekt potrzebuje tylko około 3,5 dnia, aby zejść z orbity. W porównaniu z miesiącami czy latami w przypadku dużych satelitów to ekspresowy czas deorbitacji.
Co się dzieje podczas wejścia w atmosferę?
Badacze przeprowadzili eksperymenty w hipersonicznym tunelu aerodynamicznym w Kashiwa, gdzie testowano model w skali 1:3. Papierowy dziób przyklejono do aluminiowego ogona i poddano ekstremalnym warunkom odpowiadającym wejściu w atmosferę.
Wyniki są naprawdę fascynujące. Do wysokości ok. 120 km samolot zachowuje stabilną orientację, lecąc nosem do przodu. Poniżej tej granicy zaczyna się chaotyczne koziołkowanie. Po jakimś czasie samolot zaczyna się mocno nagrzewać, palić się i ulegać pirolizie. W tunelu zaobserwowano ciemnienie włókien i deformacje. Krótko mówiąc, przetrwanie do powierzchni Ziemi jest niemożliwe. Celem nie jest jednak wylądowanie. Celem jest poznanie dynamiki i możliwości użycia cienkich membran w kosmosie.
Po co to wszystko?
Potencjalnych zastosowań takiego rozwiązania jest naprawdę wiele. Ultralekki papierowy samolot może działać jako sonda zbierająca dane o górnych warstwach atmosfery, gdzie pomiary są wyjątkowo trudne i kosztowne. Tego typu platformy pozwalają również na wykonywanie tanich eksperymentów, takich jak testy nowych materiałów cienkowarstwowych czy układów generowania energii.
Samoloty z papieru w przestrzeni kosmicznej mogą stać się także narzędziem edukacyjnym. Wyobraźmy sobie film z wypuszczenia takiego samolotu z ISS, który inspiruje młodych ludzi do zgłębiania tajemnic kosmosu. Podobne membrany można by zastosować do szybszej deorbitacji większych satelitów, pełniąc rolę żagli hamujących, a w dalszej przyszłości wykorzystać je do delikatnego aerohamowania miniaturowych sond w atmosferach innych planet.
To pierwszy krok ku nowym rozwiązaniom
Autorzy publikacji podkreślają, że jest to badanie koncepcyjne, a nie gotowy do realizacji projekt. Wskazują jednak, że tak prosty materiał jak papier może w przyszłości stać się inspiracją do opracowania nowych, ekologicznych membran kosmicznych. Celem jest redukcja wpływu statków kosmicznych na środowisko podczas spalania w atmosferze oraz stworzenie rozwiązań, które będą tanie ze względu na ekstremalnie niskie koszty papieru, skuteczne dzięki bardzo szybkiemu deorbitowaniu i łatwe do utylizacji poprzez spalenie w atmosferze.
Przeczytaj także:
Czy już niebawem wykorzystanie papieru w podboju kosmosu stanie się powszechne? Pewnie potrzeba trochę czasu, aby dopracować tę technologię. Nie zmienia to faktu, że sam pomysł jest naprawdę ciekawy i otwiera nowe perspektywy dla zrównoważonego wykorzystania przestrzeni kosmicznej.
*Grafika wprowadzająca wygenerowana przez AI
