Оригами в форме цветка открывает новые перспективы для космических кораблей

Группа инженеров из Университета имени Бригама Янга (BYU), штат Юта, США, только что объявила о прорыве в проектировании космических конструкций: оригами-«цветы», которые можно складывать и разворачивать плавно, словно распускающиеся лепестки. Эти конструкции обещают произвести революцию в области размещения в космосе таких устройств, как телескопы и солнечные панели.

В космических телескопах обычно используются плоские зеркала из-за ограничений по развёртыванию. Однако модели с эффектом блума могут создавать изогнутые зеркала, аналогичные тем, что используются в наземных телескопах, что обеспечивает более точные изображения.

Сложенная в форме цветка фигурка оригами. (Источник: Newscientist)

Оригами – традиционное японское искусство складывания бумаги – издавна вдохновляет инженеров на создание конструкций, которые можно складывать и разворачивать. Однако многие современные конструкции оригами сложны и подвержены ошибкам. Один неправильный сгиб может привести к поломке всей системы.

Команда профессора Ларри Хауэлла разработала новое семейство узоров – «цветочные узоры», которые могут раскрываться одним движением, образуя трёхмерную изогнутую форму, напоминающую чашу для цветов. Центр узора представляет собой многоугольник, окружённый симметричными складками, что позволяет структуре плавно разворачиваться из тонкого плоского диска в более крупную форму.

По словам Майкла Бартлетта из Вирджинского политехнического университета, одноэтапное развёртывание снижает риск: « В космосе всё должно быть идеально. Если есть хоть одно слабое место, вся система может выйти из строя. Модели Блума исключают эту сложную последовательность этапов».

Кроме того, изогнутая форма этих образцов может быть использована для создания рефлекторов, аналогичных тем, что используются в наземных телескопах, которые обеспечивают более точные изображения, чем плоские зеркала, обычно используемые в космосе.

По словам Джейми Пайка из Швейцарского федерального технологического института (EPFL), наличие математической модели для моделей цветения поможет дизайнерам лучше предсказать, как будет реализована идея: «Вы можете заранее узнать, жизнеспособно ли изобретение или вам следует пойти в другом направлении».

Телескоп Джеймса Уэбба также имеет конструкцию оригами. (Источник: NASA)

Сочетание традиционного искусства и современных технологий открывает новые направления для аэрокосмической отрасли. Благодаря простоте конструкции, красивой форме и высокой надежности, оригами-цветы могут стать основой для следующего поколения космических аппаратов.

Одним из наиболее заметных применений оригами в космической технике является конструкция главного зеркала космического телескопа имени Джеймса Уэбба. НАСА применило принцип складывания бумаги для создания системы зеркал, которые складываются и помещаются в отсек ракеты. На орбите эти зеркала полностью раскрываются, образуя гигантскую отражающую структуру, позволяющую космическому аппарату видеть Вселенную глубже, чем когда-либо прежде.

Супермаленький складной робот. (Источник: Aeon)

Помимо телескопов, инженеры также использовали оригами для создания солнечных панелей, которые можно складывать веером. Такая конструкция экономит место при запуске, обеспечивая быстрое развертывание и максимальное расширение во время космических операций. Это позволяет космическим аппаратам собирать больше энергии, не увеличивая их первоначальные размеры.

Помимо создания крупногабаритных конструкций, оригами находит применение в космической биомедицине. В ходе некоторых исследований были разработаны микроскопические роботы, способные складываться, как таблетки, и разворачиваться внутри тела. В условиях невесомости этими роботами можно управлять дистанционно, чтобы точно доставлять лекарства или выполнять сложные медицинские процедуры без хирургического вмешательства.

Применение оригами позволило добиться значительных успехов в космической науке .

Минь Хоан

Источник: https://vtcnews.vn/mau-origami-hinh-hoa-mo-ra-trien-vong-moi-cho-tau-vu-tru-ar960708.html