Kilka miesięcy temu media podały, iż naukowcy z NASA pracują nad niewielkimi konstrukcjami robotycznymi inspirowanymi japońską sztuką origami. Nazwano je PUFFERs (skrót od Pop-Up Flat Folding Explorer Robots), a służyć mają do penetracji niedostępnych zakamarków powierzchni obiektów Układu Słonecznego, do których odwiedzenia szykuje się NASA.
Projekt prowadzony jest przez Jaakko Karrasa, który podczas pracy na kalifornijskim Uniwersytecie Berkeley zajmował się robotycznymi konstrukcjami origami. Zgodnie z założeniem, dwukołowe maszyny miałyby samodzielnie się składać, co pozwalałoby im penetrować trudno dostępne szczeliny, a potem rozkładać, jeśli zajdzie taka potrzeba. PUFFERs dałoby się wykorzystać do równoległej pracy z tradycyjnymi łazikami. Wysłane razem z nimi pozwalałyby na zbieranie znacznie większej ilości danych.
Z kolei w amerykańskim Centrum Lotów Kosmicznych imienia Roberta H. Goddarda zespół naukowców opracowuje radiator, który rozwija się i zwija jak origami. Konstrukcje tego rodzaju znaleźć miałyby zastosowanie przede wszystkim w satelitach typu CubeSat oraz innych mniejszych sondach kosmicznych. Tradycyjne radiatory używane obecnie są płaskie i ciężkie, zatem słabo nadają się dla coraz popularniejszych minisatelitów.
Pomysł sięgnięcia po zasadę budowy origami nie jest w branży kosmicznej zupełnie nowy. Już w 2013 r. inżynierowie z Brigham Young University, opracowując nowe panele słoneczne dla statków kosmicznych, sięgnęli właśnie po tę tradycyjną japońską sztukę składania papieru.
Doradzał im miłośnik tej właśnie sztuki i jednocześnie fizyk - Robert Lang. Wspólnie, łącząc dodatkowo siły z ekspertami z NASA Jet Propulsion Laboratory, udało im się opracować konstrukcję panelu słonecznego, który po rozłożeniu w przestrzeni kosmicznej prawie dziesięciokrotnie zwiększa swoje rozmiary i może osiągać moc nawet do 250 kilowatów. Po złożeniu zwija się wokół satelity czy statku, tworząc kompaktową całość.
Miniroboty PUFFERs.
Prototypowa konstrukcja, z panelami o grubości 1 cm, złożona miała średnicę zaledwie 2,7 m, by po rozłożeniu sięgnąć ok. 25 m. W urządzeniu nie instalowano żadnych części przesuwnych, co zmniejsza ryzyko uszkodzenia podczas rozkładania. Niestety, obiekty tego rodzaju nie składają się w tak nieskomplikowany sposób jak papierowe żaby czy łodzie. Oprócz stworzenia odpowiedniego projektu trzeba bowiem użyć elastycznych materiałów. Prototyp stworzony w skali 1:20 korzystał w włókna szklanego o nazwie Garolite. Jak do tej pory nic nie wiadomo o planowanym zastosowaniu w misjach kosmicznych paneli słonecznych origami.
Kosmiczna przysłona
W przyszłości origami jako inspiracja być może zostanie wykorzystane w budowie w przestrzeni kosmicznej dużego okultera, czyli urządzenia do blokowania światła w pobliżu gwiazd, ułatwiającego obserwowanie na ich orbitach planet. Przewiduje to planowana misja New Worlds, w ramach której obserwacje mogłyby być podjęte z teleskopu kosmicznego, prawdopodobnie z użyciem budowanego właśnie Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba lub planowanego WFRIST (Wide Field Infrared Survey Telescope).
Okulter, nazywany z angielska Starshade, dołączyłby do misji po umieszczeniu teleskopu na orbicie, być może w roku 2020. Mógłby być wyniesiony w przestrzeń przy użyciu zwyczajnej rakiety nośnej - jednej z tych, którymi NASA już dysponuje.
Zasada działania okultera Starshade.
Technika ta umożliwiałaby odkrywanie planet krążących wokół gwiazd znajdujących się w odległości 10 parseków (ok. 32 lat świetlnych) od Ziemi. Szacuje się, że w takim polu widzenia może znajdować się aż kilka tysięcy potencjalnych planet.
Rozłożenie na orbicie okultera w kształcie rozwijającego się kwiatu do planowanych 26 m średnicy byłoby możliwe dzięki wcześniejszemu złożeniu konstrukcji, tak jak to się robi z układankami origami.
W lipcu [ubiegłego] roku NASA wystosowała otwarte zaproszenie do nadsyłania pomysłów i projektów wykorzystania origami w budowie osłon przed promieniowaniem. To kolejny znak, że ta stara sztuka z Kraju Kwitnącej Wiśni jest cały czas ceniona w kręgach kosmicznych ekspertów i właśnie w kosmosie może zakwitnąć w pełnym blasku.
Reportaż o projekcie Starshade:
Zdjęcia pochodzą z artykułu.
