Ez történik, ha egy origami siklót indítasz az ISS-ről

A Nemzetközi Űrállomás (ISS) körülbelül 250 mérföldes magasságban kering a Föld körül, és óránként nagyjából 17 500 mérföldes sebességgel halad. Alacsony Föld körüli pályán helyezkedik el, és körülbelül 90 percenként kerüli meg a bolygót. De mi történne, ha egy papírrepülőt indítanánk onnan? Maximilien Berthet és Kojiro Suzuki, a Tokiói Egyetem tudósai erre keresték a választ - igaz, nem egy tényleges kilövéssel, hanem részletes szimulációkkal és hiperszonikus szélcsatorna-kísérletekkel. Eredményeiket 2025. július 3-án tették közzé a Acta Astronautica című folyóiratban.

A repülési stabilitáson és a hőállóságon túl a tanulmány az űrmissziókban való lehetséges alkalmazásokat is vizsgálta - például a biológiailag lebomló fékező vitorlákat vagy a légkörkutatás eszközeit. A kutatás középpontjában egy összekapcsolt pálya-magasság-aerodinamikai szimulátor állt, amely a teljes repülési pályát modellezte a felbocsátástól a visszatérésig. A szimuláció figyelembe vette a Föld gravitációját, a légellenállást, a forgásdinamikát és a hőfelhalmozódást a süllyedés során.

A szimuláció ellenőrzésére a kutatócsoport egy kicsinyített (1:3) modellt tesztelt papír orral és alumínium farokkal egy hiperszonikus szélcsatornában Mach 7-es sebességgel, ahol a hőmérséklet elérte a 650 Kelvint (kb. 801 °F). A szimuláció azt mutatta, hogy a papírrepülőgép kezdetben stabil maradt, és az ISS körülbelül 17 500 mérföld/órás sebességgel repült. A bukdácsolás csak 75 mérfölddel a Föld felett kezdődött. Ekkor az orr és a szárny szélei elszenesedés jeleit mutatták, de nem semmisültek meg teljesen. Az orrcsúcs érezhetően meghajlott - de részben visszanyerte alakját. A repülőgép azonban soha nem érte el a földet, mivel 56 és 68 mérföld között az intenzív visszatérési hő hatására elégett. Ami egy játékos kísérletnek tűnhet, valójában olyan felismerésekre derült fény, amelyek a jövőbeni űrmissziók hasznára válhatnak.

Fenntartható ötletek az űrutazáshoz

A szerzők a papírból készült ultrakönnyű origami-szerkezeteket a hagyományos anyagok, például a Mylar vagy a Kapton fenntartható alternatívájának tekintik. Életképessé válhatnak a biológiailag lebomló fékező vitorlák a kis műholdak számára vagy a felső légkörben a levegő sűrűségének mérésére szolgáló könnyű kísérletek. Ezek a papír alapú eszközök a vékonyréteg-technológiák olcsó hordozóiként vagy vonzó oktatási eszközökként is szolgálhatnak. Bár a papír nem tiszta cellulózból készül - ásványi töltőanyagokat, például kaolint is tartalmaz, amit figyelembe kell venni a környezeti hatásában -, az alapkoncepció továbbra is meggyőző: egyszerű, stabil szerkezetek építhetők, amelyek legalább korlátozott ideig ellenállnak a légkörbe való visszatérésnek.