Фрагмент панциря ископаемой диатомовой водоросли под микроскопом.

Размер 0.04 мм

Космический мусор — это большая проблема. За последние годы число запусков спутников резко выросло, и вокруг Земли в низкой околоземной орбите накопилось много мусора: старые части ракет, сломанные детали и неработающие спутники. Такой мусор опасен, потому что он может столкнуться с работающими спутниками, которые нужны для навигации, связи и прогноза погоды. Кроме того, крупные обломки иногда падают обратно на Землю.

Космический мусор также вреден для окружающей среды. Когда старые ракеты и спутники входят в атмосферу Земли, они сгорают и оставляют химические вещества, которые могут повредить озоновый слой. Чем больше мы запускаем ракет, тем больше загрязняется пространство вокруг Земли, и тем серьезнее становятся проблемы.

Учёные и компании ищут способы убрать этот мусор, но также пытаются сделать ракеты и спутники более экологичными — например, использовать органические материалы вместо металлов. В новом исследовании, опубликованном в журнале Acta Astronautica, учёные вдохновились оригами — японским искусством складывания бумаги — чтобы найти более устойчивое решение.

Максимильен Берте и Кодзиро Сузуки из Токийского университета задумались: что если запустить с Международной космической станции бумажный самолётик на высоте около 400 километров и со скоростью около 7800 метров в секунду, такой же, как у самой станции? Они хотели узнать, сколько времени он будет падать обратно на Землю и как сильно он сможет нагреться в атмосфере.

Сначала самолётик оставался устойчивым благодаря своей форме и плавно скользил в космосе. Но через четыре дня, когда он опустился примерно до 120 километров над Землёй, он потерял стабильность и начал падать неконтролируемо.

Учёные объясняют, что из-за низкой инерции вращения и аэродинамической формы самолётик мог долго сохранять правильное положение в воздухе. Но ниже 120 километров он начал кувыркаться и сильно разогреваться из-за трения с воздухом, что в итоге привело к его сгоранию на высоте около 90-110 километров.

Чтобы проверить это на практике, учёные сделали модель самолёта из бумаги с алюминиевым хвостом и поместили её в специальную аэродинамическую трубу в Токийском университете. Там они создавали условия, похожие на вход в атмосферу на большой скорости — около 7 Махов в течение нескольких секунд. В этот момент нос самолёта немного отогнулся назад, а кончики крыльев чуть обгорели, но модель не разрушилась. Если бы испытание длилось дольше, самолётик бы сгорел.

Это исследование показывает, что простая идея — использовать бумагу и оригами — может помочь решить проблему космического мусора. Учёные считают, что такие бумажные космические аппараты могут использоваться для сбора данных о Земле, а потом полностью сгорать в атмосфере, не оставляя вредных остатков. Это небольшой, но важный шаг к более экологичным и безопасным полётам в космос.