Origami Uzay Uçakları: Yörüngedeki Büyük Sorunu Çözebilir!
Bir uzay aracı inşa etmek, kağıt bir uçağı katlayıp aerodinamiğin gerisini halletmesine izin vermek kadar basit hale gelebilir. Tokyo Üniversitesi’nden bir ekip, Uluslararası Uzay İstasyonu’ndan (ISS) bir kağıt uçak bırakılmasını simüle ederek, bu uçakların atmosferik yeniden girişe dayanıp dayanamayacağını inceledi.
Acta Astronautica’da yayımlanan bir makalede, araştırmacılar origaminin alçak Dünya yörüngesinde büyüyen çöp sorununa bir çözüm olabileceğini gösterdi. Uzay araçlarını sadece metallerle inşa etmek yerine, sıradan bir kağıt sayfasının bu işi yapabileceğini ve yeniden girişte atmosferde kolayca yanabileceğini öne sürüyorlar. Araştırmaları için, alüminyum kuyruklu bir kağıt uçak tasarlayıp bir rüzgar tüneline koydular ve uzay koşullarında nasıl iş göreceğini incelediler. Basit bir fikir; organik materyallerin daha sürdürülebilir bir yörünge ortamı oluşturmak için nasıl kullanılabileceğini göstermek amaçlanıyor.
Origami uzay uçağı, burun kısmında katlanmış katlara sahip ve kütle merkezini öne kaydırarak aerodinamik dengeyi sağlamak amacıyla kaplanmamış bir A4 baskı kağıdından yapıldı. Makaleye göre, “Böyle uzay araçları henüz uzayda uçmadı. [Alçak Dünya yörüngesi] gibi son derece seyrek atmosferdeki uçuş dinamiğinin, bir yer tabanlı origami uçağı ile benzer olup olmadığı ve uçağın atmosferik girişte hayatta kalıp kalmayacağı belirsizdir.” Elbette tüm uzay aracı sadece kağıttan yapılmayacak. Bunun yerine, kanat veya sürükleme yelkeni gibi belirli bileşenler kağıt bazlı malzemelerden oluşturulabilir.
Denemek amacıyla, araştırmacılar önce kağıt uçağın ISS’den 248 mil (400 kilometre) yükseklikte ve saatte 17.448 mil hızla (7.800 metre/saniye) fırlatılmasını simüle ettiler. Kağıt uçak stabil kalıp uzaya benzer koşullarda süzülmeye devam etti. Dünya’nın yüzeyine 74 mil (120 kilometre) mesafeye ulaştığında ise dönmeye başladı ve kontrolünü kaybetti. Bu yükseklikte dönme hareketi bekleniyor ve makaleye göre şiddetli aerodinamik ısınma sonucu kağıt uçak, yaklaşîk 55 ila 58 mil (90 ila 110 kilometre) yükseklikte atmosferde yanacaktır.
Araştırmacılar daha sonra Kashiwa Hipersonik ve Yüksek Enthalpi Rüzgar Tünelinde bir fiziksel modeli yeniden giriş koşullarında nasıl dayanacağını görmek için test ettiler. Uçağı yaklaşık yedi saniye boyunca Mach 7 hızlarına maruz bıraktılar, bu süre zarfında uçağın burnu büküldü ve kanatlarda yanma belirtileri oluştu. Tam anlamıyla dağılmadı, ancak daha uzun süre tünelde tutulsa muhtemelen dağılacaktı dedi araştırmacılar.
Geleneksel uzay araçları atmosferik yeniden giriş sırasında ozon tabakasına zarar veren metal parçacıkları ve kimyasallar bırakır. Oysa, kağıt uçaktan yapılan uçak, çevresel tehdit teşkil etmeyen organik materyalden yapılmıştır. Yine de bazı zorluklar devam ediyor. Kağıt uçağın küçük boyutu nedeniyle radar tarafından güçlü şekilde algılanmıyor ve yörüngede izlenmesi zor. Araştırmacılar, onu mini bir konum, navigasyon ve zamanlama vericiyle donatmayı öneriyorlar. Ayrıca, aerodinamik sürtünmeye karşı oldukça hassas, bu nedenle yörüngede yalnızca sınırlı süre kalabilir, bu yüzden küçük yüklerle kısa süreli görevler için kullanılabilir.
Origami uzay uçağı, geniş bir görev yelpazesi için uygun olmayabilir, ancak araştırmacılar onun pasif bir sonda olarak atmosferik yoğunluğu ölçmek veya alçak Dünya yörüngesinde düşük maliyetli ve kısa ömürlü görevler için bir platform olarak kullanılabileceğini öne sürüyorlar. “Kağıt uzay uçağının son derece düşük maliyeti sayesinde aynı anda birden fazla dağıtım yapılabilir ve düzenli aralıklarla tekrarlanarak eşzamanlı dağıtılmış ölçümler sağlayabilir,” diye açıkladı bilim adamları makalelerinde.
Bir çocuğun hayal gücüyle uzayda süzülen bir kağıt uçak fikri basit gelebilir, ancak uzay araçlarında kağıt kullanmak, alçak Dünya yörüngesindeki metal kalabalığını ve uzaya savrulmuş metal yığınlarını çözmemize yardımcı olabilir.
