Ученые из Токийского университета решили выяснить, какая судьба ждет бумажный самолетик, запущенный с борта Международной космической станции (МКС).
Исследование года: японские ученые решили выяснить, что будет, если с МКС запустить бумажный самолетик
Специалисты смоделировали судьбу бумажного самолетика, сброшенного с МКС на скорости 28 000 км/ч. Оказалось, что его короткий, но стремительный полет может подсказать решение одной из главных проблем человечества.
Unsplash
Исследование со столь необычной целью, опубликованное в журнале Acta Astronautica, прошло в рамках поиска решений проблемы космического мусора, который все плотнее окутывает нашу планету.
Предполагаемый сценарий полета бумажного самолетика с борта МКС
Для начала исследователи Максимилиан Берте и Кодзиро Судзуки создали компьютерную модель. Они «запустили» самолетик из листа А4 с высоты 400 километров — там, где летает МКС, — со скоростью 28 000 километров в час. В земных условиях такая скорость немыслима, но в разреженной атмосфере на орбите самолетик поначалу сохранял стабильность и плавно двигался по своей траектории.
Моделирование показало, что из-за низкого баллистического коэффициента его орбита быстро снижалась. Через 3,5–4 дня полета самолетик опускался до высоты 120 километров, где атмосфера становится плотнее.
На этой отметке его полет заканчивался: он терял стабильность, начинал бесконтрольно вращаться и из-за сильного аэродинамического нагрева полностью сгорал на высоте от 90 до 110 километров, так и не достигнув поверхности Земли.
Чтобы проверить свои расчеты, ученые провели эксперимент в гиперзвуковой аэродинамической трубе. Бумажную модель, усиленную алюминиевым хвостом, обдували ветром со скоростью около 8600 километров в час. Всего за семь секунд нос самолета погнулся, а концы крыльев обуглились.
Стало очевидно, что при более длительном воздействии он бы сгорел дотла.
Модель космического самолетика из бумаги и алюминия, которую ученые использовали в аэродинамической трубе
И хотя исследование на первый взгляд может показаться несерьезным, оно имеет вполне практическое значение. На фоне растущей угрозы космического мусора и возможного эффекта Кесслера — цепной реакции столкновений на орбите — ученые ищут экологичные решения.
Идея использовать полностью сгорающие в атмосфере аппараты из органических материалов может стать одним из них. Например, такие самолетики могли бы служить дешевыми зондами для измерения плотности атмосферы или сбора других данных, не оставляя после себя обломков.