Oto, co się stanie, gdy wystrzelą Państwo szybowiec origami z ISS

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna https://en.wikipedia.org/wiki/International_Space_Station (ISS) krąży wokół Ziemi na wysokości około 250 mil i porusza się z prędkością około 17 500 mil na godzinę. Umieszczona na niskiej orbicie okołoziemskiej, okrąża planetę mniej więcej co 90 minut. Ale co by się stało, gdyby wystrzelić stamtąd papierowy samolot? Naukowcy Maximilien Berthet i Kojiro Suzuki z Uniwersytetu Tokijskiego postanowili odpowiedzieć na to pytanie - choć nie poprzez rzeczywiste wystrzelenie, ale poprzez szczegółowe symulacje i eksperymenty w hipersonicznym tunelu aerodynamicznym. Ich wyniki zostały opublikowane 3 lipca 2025 r. w czasopiśmie Acta Astronautica.

Oprócz stabilności lotu i odporności na ciepło, w badaniu przeanalizowano również potencjalne zastosowania w misjach kosmicznych - takie jak biodegradowalne żagle hamujące lub narzędzia do badań atmosferycznych. Kluczowym elementem badań był sprzężony symulator orbity, wysokości i aerodynamiki, który modelował pełną ścieżkę lotu od uwolnienia do ponownego wejścia na orbitę. Symulacja uwzględniała grawitację Ziemi, opór powietrza, dynamikę rotacji i nagrzewanie się podczas opadania.

Aby zweryfikować symulację, zespół przetestował pomniejszony model (1:3) z papierowym nosem i aluminiowym ogonem w hipersonicznym tunelu aerodynamicznym przy prędkości 7 Macha, gdzie temperatury sięgały 650 Kelwinów (około 801 ° F). Symulacja wykazała, że papierowy samolot początkowo pozostawał stabilny, lecąc z prędkością ISS wynoszącą około 17 500 mil na godzinę. Spadanie rozpoczęło się dopiero około 75 mil nad Ziemią. W tym momencie nos i krawędzie skrzydeł wykazywały oznaki zwęglenia, ale nie zostały całkowicie zniszczone. Czubek nosa wyraźnie się wygiął - ale częściowo odzyskał swój kształt. Jednak samolot nigdy nie dotarł do ziemi, ponieważ spłonął między 56 a 68 milą z powodu intensywnego ciepła ponownego wejścia. To, co może wydawać się zabawnym eksperymentem, w rzeczywistości ujawniło spostrzeżenia, które mogą przynieść korzyści przyszłym misjom kosmicznym.

Zrównoważone pomysły na podróże kosmiczne

Autorzy postrzegają ultralekkie struktury origami wykonane z papieru jako zrównoważoną alternatywę dla tradycyjnych materiałów, takich jak Mylar czy Kapton. Biodegradowalne żagle hamujące dla małych satelitów lub lekkie eksperymenty do pomiaru gęstości powietrza w górnej atmosferze mogą stać się opłacalne. Te papierowe urządzenia mogą również służyć jako tanie nośniki technologii cienkowarstwowych lub jako angażujące narzędzia edukacyjne. Chociaż papier nie jest wykonany z czystej celulozy - zawiera również wypełniacze mineralne, takie jak kaolin, które należy uwzględnić w jego wpływie na środowisko - podstawowa koncepcja pozostaje przekonująca: można zbudować proste, stabilne struktury, które wytrzymają ponowne wejście w atmosferę, przynajmniej przez ograniczony czas.