Что будет, если запустить бумажный самолетик с МКС? Ученые дали ответ

Запуск бумажного самолетика с Международной космической станции(МКС) может казаться детской забавой, но ученые серьезно подошли к этому вопросу. Результаты открывают новые перспективы для использования простых материалов в космических миссиях.

Видео дня

Новое исследование, опубликованное в журнале Acta Astronautica, раскрывает, как будет вести себя бумажный самолет на орбите и при входе в атмосферу Земли.

Исследователи смоделировали полет самолетика, изготовленного из листа бумаги формата А4, на высоте 400 километров. Их цель — не только удовлетворить любопытство, но и проверить потенциал таких объектов для научных целей.

Низкая околоземная орбита (НОО) все больше заполняется остатками спутников и космических аппаратов. Эти обломки могут спровоцировать цепную реакцию, известную как эффект Кесслера, когда одно столкновение приводит к многочисленным последующим авариям. Такой сценарий может сделать невозможным запуск новых спутников и даже заблокировать доступ к космосу.

Ученые ищут способы уменьшения воздействия космического мусора, в частности через использование материалов, которые быстрее разлагаются при входе в атмосферу. Бумажные самолеты, как показывает исследование, могут быть частью этого решения. Их способность быстро сгорать в атмосфере снижает риск накопления обломков, отмечает издание IFLScience.

Органические материалы, такие как бумага, предлагают устойчивые альтернативы традиционным металлическим конструкциям.

Исследователи рассматривают органические материалы как замену металла для создания космических аппаратов, которые минимизируют экологическое воздействие. Бумага, в частности, может полностью сгорать при входе в атмосферу, не оставляя обломков. Кроме того, использование тормозных парусов помогает ускорить спуск спутников после завершения их миссии.

Бумажный самолет, расположенный на грани этих двух подходов, сочетает простоту и экологичность. Исследование показывает, что такие объекты могут быть не только экспериментальными, но и практическими для выполнения определенных задач. Это открывает путь к созданию доступных и безопасных космических технологий.

Моделирование полета самолетика

Симуляции и испытания показали, как бумажный самолет ведет себя в космосе.

Команда ученых провела компьютерное моделирование и эксперименты в аэродинамической трубе, чтобы исследовать полет бумажного самолетика. Для эксперимента использовали модифицированную версию самолета с добавлением алюминиевых элементов.

Результаты показали, что самолет остается стабильным в разреженной атмосфере НОО, выравниваясь с направлением орбитального движения. Орбита самолетика быстро снижается, и он входит в атмосферу примерно через 3,5 дня после запуска. Во время прохождения атмосферы самолет испытывает незначительную деформацию, но высокие температуры приводят к его сгоранию. Это подтверждает, что бумага является эффективным материалом для одноразовых миссий.

Аэродинамический нагрев и пиролиз

Бумажный самолет подвергается сильному нагреву, но сохраняет форму при входе в атмосферу.

При входе в атмосферу бумажный самолет подвергается интенсивному аэродинамическому нагреву, который достигает миллионов ватт на квадратный метр. Несмотря на это, испытания в аэродинамической трубе показали, что деформация самолета остается минимальной. Однако высокие температуры вызывают пиролиз — процесс горения или разложения бумаги. Такое поведение является ожидаемым и даже желательным, поскольку обеспечивает полное уничтожение объекта без остатков. Это делает бумажные самолеты идеальными для экспериментов, где нужно избежать накопления обломков.

Благодаря своей чувствительности к аэродинамическому сопротивлению в разреженной атмосфере, бумажные самолеты могут служить пассивными зондами для измерения плотности воздуха. Их быстрый спуск позволяет получать данные за короткое время. Низкая стоимость таких самолетов делает возможным их массовое использование для одновременных измерений в разных точках орбиты.

Исследователи также предлагают оснащать самолеты тонкопленочными системами для сбора изображений или других данных. Это может сделать их ценным инструментом для недорогих космических миссий. Такой подход открывает новые возможности для бюджетных научных исследований.

OBOZ.UA предлагает узнать о вспышке молекулярной активности гигантской кометы в окрестностях Солнечной системы.

Подписывайтесь на каналы OBOZ.UA в Telegram и Viber, чтобы быть в курсе последних событий.