Відео дня
Що буде, якщо запустити паперовий літачок із МКС? Вчені дали відповідь
Запуск паперового літачка з Міжнародної космічної станції (МКС) може здаватися дитячою забавкою, але науковці серйозно підійшли до цього питання. Результати відкривають нові перспективи для використання простих матеріалів у космічних місіях.
Нове дослідження, опубліковане в журналі Acta Astronautica, розкриває, як поводитиметься паперовий літак на орбіті та під час входу в атмосферу Землі.
Дослідники змоделювали політ літачка, виготовленого з аркуша паперу формату А4, на висоті 400 кілометрів. Їхня мета — не лише задовольнити цікавість, а й перевірити потенціал таких об’єктів для наукових цілей.
Низька навколоземна орбіта (НОО) дедалі більше заповнюється залишками супутників і космічних апаратів. Ці уламки можуть спровокувати ланцюгову реакцію, відому як ефект Кесслера, коли один зіткнення призводить до численних подальших аварій. Такий сценарій може унеможливити запуск нових супутників і навіть заблокувати доступ до космосу.
Науковці шукають способи зменшення впливу космічного сміття, зокрема через використання матеріалів, які швидше розкладаються при вході в атмосферу. Паперові літаки, як показує дослідження, можуть бути частиною цього рішення. Їхня здатність швидко згоряти в атмосфері знижує ризик накопичення уламків, зазначає видання IFLScience.
Органічні матеріали, такі як папір, пропонують стійкі альтернативи традиційним металевим конструкціям.
Дослідники розглядають органічні матеріали як заміну металу для створення космічних апаратів, які мінімізують екологічний вплив. Папір, зокрема, може повністю згоряти під час входу в атмосферу, не залишаючи уламків. Крім того, використання гальмівних вітрил допомагає прискорити спуск супутників після завершення їхньої місії.
Паперовий літак, розташований на межі цих двох підходів, поєднує простоту та екологічність. Дослідження показує, що такі об’єкти можуть бути не лише експериментальними, а й практичними для виконання певних завдань. Це відкриває шлях до створення доступних і безпечних космічних технологій.
Моделювання польоту літачка
Симуляції та випробування показали, як паперовий літак поводиться в космосі.
Команда вчених провела комп’ютерне моделювання та експерименти в аеродинамічній трубі, щоб дослідити політ паперового літачка. Для експерименту використовували модифіковану версію літака з додаванням алюмінієвих елементів.
Результати показали, що літак залишається стабільним у розрідженій атмосфері НОО, вирівнюючись із напрямком орбітального руху. Орбіта літачка швидко знижується, і він входить в атмосферу приблизно через 3,5 дні після запуску. Під час проходження атмосфери літак зазнає незначної деформації, але високі температури призводять до його згоряння. Це підтверджує, що папір є ефективним матеріалом для одноразових місій.
Аеродинамічний нагрів і піроліз
Паперовий літак зазнає сильного нагрівання, але зберігає форму під час входу в атмосферу.
Під час входу в атмосферу паперовий літак зазнає інтенсивного аеродинамічного нагрівання, яке досягає мільйонів ватів на квадратний метр. Попри це, випробування в аеродинамічній трубі показали, що деформація літака залишається мінімальною. Однак високі температури викликають піроліз — процес горіння або розкладання паперу. Така поведінка є очікуваною і навіть бажаною, оскільки забезпечує повне знищення об’єкта без залишків. Це робить паперові літаки ідеальними для експериментів, де потрібно уникнути накопичення уламків.
Завдяки своїй чутливості до аеродинамічного опору в розрідженій атмосфері, паперові літаки можуть слугувати пасивними зондами для вимірювання щільності повітря. Їхній швидкий спуск дозволяє отримувати дані за короткий час. Низька вартість таких літаків робить можливим їх масове використання для одночасних вимірювань у різних точках орбіти.
Дослідники також пропонують оснащувати літаки тонкоплівковими системами для збору зображень чи інших даних. Це може зробити їх цінним інструментом для недорогих космічних місій. Такий підхід відкриває нові можливості для бюджетних наукових досліджень.
OBOZ.UA пропонує дізнатися про спалах молекулярної активності гігантської комети на околицях Сонячної системи.
Підписуйтесь на канали OBOZ.UA в Telegram і Viber, щоб бути в курсі останніх подій.