Какво би се случило, ако хвърлим хартиен самолет от Международната космическа станция (МКС), вече има отговор – благодарение на ново научно изследване.

Космосът около нашата планета става все по-пренаселен. Като вид не сме от най-спретнатите, а ниската околоземна орбита не прави изключение от правилото „ще почистим по-късно“. Един от големите рискове, свързани с космическия отпадък, е така нареченият „ефект на Кеслер“. Най-просто казано, това е сценарий, при който едно-единствено събитие – например експлозия на сателит – може да предизвика верижна реакция, при която отломки разрушават други обекти в орбита. Така може да се стигне до лавина от сблъсъци, която да прекъсне комуникации и да направи части от космоса напълно неизползваеми за бъдещи мисии.

На практика, ситуацията може да заприлича на филма Гравитация, но с по-малко Джордж Клуни и повече „Къде ми е GPS-ът?“. В най-лошия сценарий, някои експерти предполагат, че може буквално да останем "заключени" на Земята – неспособни да изпратим каквото и да било в орбита.

Макар да се работи по почистването на орбитата от космически боклук и неработещи сателити, други изследователи търсят начини за по-устойчив дизайн на апарати още преди изстрелването им.

„Едната посока на изследване е използването на органични материали вместо метални, за да се намали екологичният отпечатък при навлизане в атмосферата“, пише екипът в новата си публикация. „Друга посока е разработването на разтегаеми спирачни платна, които ускоряват падането на сателити от ниска орбита в края на техния живот.“

А какво общо има тук хартиен самолет?

Концепцията за хартиен (или оригами) самолет – тъй като „оригами“ означава „сгъната хартия“ – се вписва в тези устойчиви тенденции. Затова екипът провел симулации: какво би се случило, ако изстрелят обикновен хартиен самолет (от лист A4) от борда на МКС, на височина от около 400 км.

Моделирани били няколко фактора: колко бързо би се разпаднала орбитата му, в каква ориентация би летял и колко топлина би понесъл при навлизане в атмосферата.

Освен компютърни симулации, учените провели и експерименти в аеродинамичен тунел с модифициран модел – съчетавайки хартия с алуминий. Резултатите показали, че самолетът всъщност лети изненадващо стабилно в началото.

„Хартиеният самолет е аеродинамично стабилен по посока на потока, както по надлъжната ос (pitch), така и по напречната (yaw)“, пише екипът. Това означава, че има шанс да се поддържа ориентиран по посоката на движение в разредената атмосфера на ниската орбита.

След изстрелването обаче орбитата му ще се разпадне сравнително бързо – за около 3.5 дни ще навлезе в атмосферата. Макар експериментите да показали, че самолетът ще понесе минимални деформации от въздушното съпротивление, това няма да го спаси от огъня.

„Въз основа на резултатите от аеродинамичния тунел и симулациите, не се очаква значителна деформация от въздушните сили“, отбелязват учените. „Но хартиеният самолет ще бъде подложен на изключително силно аеродинамично нагряване — от порядъка на 105 W/m² (или 10 W/cm²) за няколко минути. Затова се очаква изгаряне или пиролиза при навлизане в атмосферата.“

С други думи – да, може и да полети от космоса… но няма да оцелее достатъчно дълго, за да го намерим на Земята.

Макар изпращането на хартиен самолет, който да изгори в атмосферата, да не звучи особено полезно, именно тази негова еднократна употреба е била търсена от изследователския екип.

„Силната чувствителност на хартиения космически самолет към аеродинамичното съпротивление в разредената атмосфера на ниска околоземна орбита подсказва, че той може да бъде използван като пасивен сензор за измерване на плътността на атмосферата“, заключават авторите на изследването.

„Плътността на въздуха може да бъде изчислена обратно, чрез анализа на орбиталното движение. Поради кратката продължителност на навлизането в атмосферата, данните се събират бързо. Благодарение на изключително ниската цена на хартиения космически самолет, е възможно да се извършват множество изстрелвания едновременно и на редовни интервали, като така се получават разпределени измервания в реално време.“

Екипът предполага още, че хартиени самолети могат да се използват и за други евтини мисии в ниска орбита – например, ако бъдат оборудвани с тънкослойни камери или сензори за изображения.

Превод: GlasNews.bg