Исследователи из WSU (Государственный университет Вашингтона) использовали древнее японское искусство складывания бумаги, чтобы решить ключевую задачу космических путешествий — как хранить топливо и перемещать его в ракетные двигатели.
Исследователи разработали складываемый пластиковый топливный баллон в стиле оригами. Он не только позволяет сэкономить место в космических миссиях, но и не трескается при сверхнизких температурах.
Под руководством аспиранта Кьелла Вестры и Джейка Личмана, доцента Школы машиностроения и материаловедения, исследователи опубликовали свою работу в журнале Cryogenics.
Проблема управления топливом — важный ограничивающий фактор в космических путешествиях. Большой объем груза усложняет не только запуск малых спутников на орбиту, но и продолжительность длительных миссий. На заре космической программы США в 1960-х и 1970-х годах исследователи пытались разработать круглые воздушные шары для хранения и перекачки жидкого водородного топлива. Они потерпели неудачу. Каждый пузырь лопался или протекал, когда его пытались сжать при очень низких температурах, необходимых для жидкого топлива.
Исследователи отказались от этой попытки и вместо этого стали полагаться на менее идеальные устройства управления топливом. Современные системы используют металлические пластины и принцип поверхностного натяжения для управления жидким топливом, но системы работают медленно и позволяют вытекать топливу лишь в небольших количествах.
Кьел Вестра решил попробовать использовать структуру оригами для решения проблемы.
Никогда раньше не пробуя оригами, аспиранту потребовалась пара попыток и несколько часов обучающего видео на YouTube, чтобы понять, как складывать воздуходувные мехи. Их ученый и использовал для создания прототипа топливного баллона. Он проверил, как будет вести себя конструкция в жидком азоте при температуре около 77 градусов Кельвина (–196 °C).
Исследователи обнаружили, что баллон можно сжать не менее 100 раз без разрыва и утечки в холодных условиях.
Сейчас исследователи проводят более тщательное тестирование. Они планируют новые испытания с использованием жидкого водорода, оценивая, насколько хорошо они могут хранить и удалять топливо и сравнить модель с уже существующими системами. Вестра недавно получил стипендию НАСА для продолжения проекта.
Читать также
Названо растение, которому не страшно изменение климата. Им питается миллиард человек
Носимый датчик сигнализирует о том, что у человека COVID-19
Земля в процессе шестого вымирания. Как это отразится на человечестве