Оригами в космосе: как плоский диск превращается в сложный механизм

Что если конструкции, которые мы используем в космосе, смогут складываться и раскрываться так же легко, как цветок? Инженеры из Университета Бригама Янга (США) сделали именно такой прорыв, создав инновационное семейство оригами, способное значительно сэкономить пространство на борту космических аппаратов.

От бумажных фигурок к космическим технологиям

Идея применения оригами в инженерии не нова. Её начал Йоши Йошимура, который впервые заметил ромбовидные структуры при сжатии тонкостенного цилиндра. Эти структуры из четырехугольников, состоящих из двух треугольников, могут складываться и вращаться, меняя форму под воздействием осевого сжатия.

Со временем появились новые паттерны, которые позволили создавать конструкции, способные скручиваться, расширяться и сжиматься в разных направлениях. Такие технологии нашли применение в гибких солнечных батареях и спутниковых антеннах — ключевых элементах космических аппаратов.

Bloom patterns — как цветок, раскрывающийся в космосе

Исследователи из Университета Бригама Янга разработали целое семейство оригами, получившее название bloom patterns. Эти конструкции в сложенном виде напоминают плоский диск, который плавно разворачивается в трехмерную форму, словно бутон цветка распускается лепестками.

Учёные подробно классифицировали узоры по их форме, геометрии складок и симметрии вращения, создав математическую модель, описывающую общий принцип работы. В основе каждого "цветка" лежит многоугольник, который при раскрытии перекрывают симметричные "лепестки"-клинья.

Проверено на практике: от бумаги до пластика

Для подтверждения надежности технологии инженеры сначала тестировали модели из бумаги, затем из пластика и акриловых панелей. Независимо от материала и толщины, "бутон" раскрывался без сбоев. Это доказывает, что технология масштабируема и может применяться в различных сферах.

Где это может пригодиться?

• Оптические устройства для спутников и космических аппаратов
• Сборно-разборные конструкции для строительства
• Робототехника с адаптивными элементами

Даже NASA проявляет интерес: агентство объявило конкурс на создание складных экранов с использованием принципов оригами для защиты от радиации.