Двоє дослідників з Токійського університету — Максимілієн Бертет та Кодзіро Судзукі — провели експеримент, який мав відповісти на одне з найцікавіших гіпотетичних питань: чи може звичайний паперовий літак, скинутий з Міжнародної космічної станції, долетіти до Землі? Вони створили як комп’ютерну симуляцію, так і реальну модель у вітровій трубі, щоб перевірити шанси паперового орігамі витримати умови повторного входу в атмосферу. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Ідея запуску паперового літака з орбіти
Ідея перевірити, чи зможе паперовий літак пережити падіння з орбіти Землі, поєднує у собі як наукову зацікавленість, так і дитячу цікавість. Цей експеримент, проведений Максимілієном Бертетом і Кодзіро Судзукі з Токійського університету, мав на меті змоделювати поведінку легкого, тонкого об’єкта у процесі входу в атмосферу після скидання з висоти близько 400 км — саме там обертається Міжнародна космічна станція.
МКС рухається зі швидкістю приблизно 7800 м/с. В таких умовах, будь-який об’єкт, викинутий з борту, потрапляє під вплив сили тяжіння та атмосферного гальмування. Дослідники використали аркуш формату A4 як базову модель, яку згодом уявно «випустили» в симуляції на орбіті. Метою було з’ясувати, чи зможе така легка структура залишатися цілісною під час поступового входу в атмосферу.
Що показала комп’ютерна симуляція польоту?
Симуляція польоту паперового літака в умовах орбіти дала несподівані результати. Під час руху від висоти 400 км до 120 км над Землею літак поводився стабільно. У цей період він проходив крізь дуже розріджені шари атмосфери, де опір повітря мінімальний. Але через те, що літак дуже легкий і має велику площу відносно своєї маси, він швидко втрачав швидкість.
Це пов’язано з низьким балістичним коефіцієнтом — показником, що визначає здатність тіла проникати крізь повітря. Чим він нижчий, тим більше опору відчуває об’єкт і тим швидше сповільнюється. Саме тому паперовий літак почав стрімко гальмувати і, досягши щільніших шарів атмосфери (приблизно на висоті 120 км), втратив стабільність.
У симуляції було зафіксовано перехід від контрольованого планерування до хаотичного обертання — класичного ефекту для легких тіл без активної системи стабілізації.
Тестування паперового літака у гіперзвуковій вітровій трубі
Щоб перевірити правдоподібність комп’ютерної моделі, вчені створили фізичну версію літака. Його основа була виготовлена з паперу, а задню частину укріпили алюмінієвим хвостом для кращої аеродинамічної стабільності. Точний тип паперу в джерелах не уточнюється, але конструкція була максимально наближена до реальної моделі аркуша A4.
Модель протестували у гіперзвуковій вітровій трубі на кампусі Токійського університету в місті Касіва. Під час тесту літак перебував у повітряному потоці на швидкості, еквівалентній Маху 7, упродовж 7 секунд. За цей час передня частина конструкції деформувалась, а на поверхні з’явилися сліди обвуглення, особливо на кінчику носа і передніх краях крил. Це свідчить про серйозне термічне навантаження, однак модель не зруйнувалася повністю.
Таким чином, можна зробити висновок: паперовий літак, хоч і не здатен пролетіти крізь атмосферу неушкодженим, може частково зберегти форму на певній ділянці траєкторії. Проте за довшого перебування в потоці він, найімовірніше, повністю згорить.
Попри свою «іграшкову» природу, експеримент має глибше наукове підґрунтя. Перш за все, він демонструє можливості легких конструкцій з низьким балістичним коефіцієнтом для вивчення верхніх шарів атмосфери. Подібні підходи вже розглядаються в інших проєктах, зокрема в концепті LEAVES — системи одноразових сенсорів для дослідження атмосфери Венери.
Хоча проєкт LEAVES прямо не пов’язаний з описаним експериментом, його принцип подібний: використання легких конструкцій, які поступово спускаються крізь атмосферу, збираючи дані, і зникають без утворення космічного сміття.
Окрім цього, дослідження має важливу освітню місію. Воно робить науку ближчою до молоді, показуючи, що навіть прості речі — як-от паперовий літачок — можуть стати об’єктом серйозного аналізу. Це приклад того, як поєднання фантазії й наукового підходу може надихати на нові відкриття.
Раніше ми писали, що вчені офіційно підтвердили першу самотню чорну діру у космосі
