摺紙藝術有望幫助太空船降落

作者 | 發布日期 2019 年 06 月 03 日 8:15 | 分類 航太科技 follow us in feedly


無論用於汽車碰撞還是太空船著陸,承受撞擊時的能量吸收問題一直以來都困擾著科學家,多年來業界一直在研究各式各樣的解決方案。正如汽車的安全氣囊,對太空船來說,安全著陸的方法從氣囊式系統到空中起重機再到反向推進器,但是如果撞擊的能量根本沒有傳到太空船呢?

華盛頓大學安田廣美(Hiromi Yasuda)及同事正在研究的想法,使用可摺疊材料,靈感源於摺紙藝術,不僅吸收衝擊能量,甚至能變成反方向推力。雖然原型是紙做的,但研究人員表示,利用許多不同材料,這可能會改變未來太空船著陸的方式,他們於週四在《科學進展》雜誌發表了論文。

安田的團隊發現一種獨特的細胞,可彎曲和摺疊並吸收衝擊力。藉由將 20 個細胞連接成一列,並將頭尾相黏在另一列細胞上,當成品從一端壓縮,每個細胞承受壓力同時,研究小組再拍攝這壓縮「波」。研究人員透過追蹤波的狀態,發現疊在一起的複雜褶皺,成功將壓力吸收並轉化為反向推力,就像彈簧擠壓後會有恢復原狀的力量。

這種材料的應用無遠弗屆,尤其月球沒有大氣層,著陸時必須依靠舊的火箭技術,利用燃料產生的反作用力降落,SpaceX 的獵鷹 9 號火箭就是使用類似技術,在起落架安裝由鋁蜂窩結構組成的「核心」,可在撞擊前釋放能量以降低火箭速度,達到安全降落的目的,但也因此「核心」無法再使用。不過,與該技術不同,新的摺紙設計可能可重複使用,且應用範圍不限於太空,可延伸到汽車業等領域。

(本文由 台北天文館 授權轉載;首圖來源:華盛頓大學