Науковці з Університету Бригама Янга продемонстрували нову категорію плоско-складних орігамі-структур, звану bloom patterns (квіткові візерунки). Ці конструкції компактно складаються у форму диска та можуть розгортатися в тривимірні об'єми за один безперервний рух. Такі новаторські рішення здатні зробити антени, оптичні елементи і масиви сонячних панелей більш легкими, надійними та простими у виробництві. Дослідження було опубліковано в журналі Proceedings of the Royal Society A.
У цій статті представлено уніфіковану математичну концепцію bloom-візерунків та їх класифікацію за геометричними характеристиками. Дослідницька група продемонструвала, що ці структури володіють радіальною експансією, є розгортальними (developable) та повністю плоско-складними. Вона також перевірила їхню ефективність на папері та в 3D-друкованих пластиках. Основний висновок полягає в тому, що ці форми демонструють високу відтворюваність, що є критично важливим для орбітальних систем, де збій механізмів розгортання може призвести до зриву місії.
Автори продемонстрували приклад повнорозмірного складаного купола, основаного на візерунку Йошимура, та запропонували його використання в жорстких і мембранних конструкціях. Це може включати сонцезахисні екрани для космічних телескопів та антени, які вимагають розгортання. В наявності є каталог візерунків, креслення ліній згинів і відео-демонстрації процесу розгортання. Також була розроблена комп'ютерна програма для створення орнаментів.
Загалом концепція таких розгортаючихся механізмів є ризикованою зоною для телескопів, радіоантен і сонячних панелей. Візерунки Bloom дозволяють зменшити кількість послідовних дій та вузлів, що, в свою чергу, знижує ймовірність відмов під час виходу в космос і на орбіті. Це створює можливості для використання більших апертур спостережних приладів, більш ефективних масивів сонячних батарей і легших платформ для наукових місій на великі дистанції, де важливі кожен кілограм вантажу та кожна хвилина роботи.
Хочете дізнатися, які ще не стандартні форми можуть стати реальним космічним апаратом? Розбираємося без міфів: аеродинаміка дископодібних форм, керованість у невагомості, стабілізація під час входу в атмосферу та виклики теплозахисту. Коротко, зрозуміло й із прикладами інженерних рішень - переходьте до матеріалу "НЛО у космосі? Чи можливо запустити літаючу тарілку в космос та повернути її на Землю" й перевірте, де закінчується фантастика та починається справжня техніка:
#Папір #Космічний простір #Купол #Атмосфера Землі #Спекулятивна вигадка #Телескоп #Земля #Антена (радіо) #Міф. #Технічне креслення #Космічний корабель #Орбіта #Сонячна панель #Механізм (інженерія) #Геометрія #Невагомість #Вузол (одиниця) #Університет Бригама Янга #Фотоелектрична комірка #Невідомий літаючий об'єкт #Аеродинаміка
