A veces hay preguntas profundas en la vida que deben ser respondidas, como “¿Cuál es el significado de la existencia?”, “¿Estamos solos en el universo?” o “¿Qué sucede si lanza un avión de papel desde la Estación Espacial Internacional?”
Afortunadamente, ese tercero finalmente ha sido respondido, porque, por supuesto, alguien eventualmente lo haría.
Un nuevo papel De Maximilien Berthet y Kojiro Suzuki de la Universidad de Tokio miran “la dinámica de un plano espacial de origami durante la reingreso atmosférico de la Tierra”, en otras palabras, lo que sucede cuando arroja un avión de papel fuera de la ISS.
Primero, repasemos algunas ideas técnicas que son necesarias para comprender este concepto aparentemente simple.
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El origami literalmente significa papel doblado en japonés, y en este caso los autores decidieron hacer su avión de papel con una hoja de papel blanco A4 estándar. El resultado final parece algo que un estudiante de tercer grado habría inventado para molestar a su amigo sentado frente a ellos en clase, pero con mucho más modelado aerodinámico.
Una vez que se hizo el modelo de software, era hora de ponerlo a prueba. Las órbitas de la ISS de alrededor de 400 kilómetros (aproximadamente 250 millas), por lo que los autores decidieron lanzar el avión desde esa altura, y a una velocidad similar a la de la propia ISS: 7800 metros/segundo.
Es probable que esa velocidad triture cualquier avión hecho de papel, pero a 400 km de altitud, la atmósfera no es lo suficientemente gruesa como para causar mucho daño … todavía.
Ese es en realidad el caso de la mayoría de los descendientes de regreso al suelo. Desde 400 km hasta alrededor de 120 km de altitud, el avión se mantiene relativamente estable, dada la falta de aire.
Sin embargo, el avión desciende muy rápidamente debido a su bajo coeficiente balístico, que es una medida de qué tan bien puede superar la resistencia al aire. Con su coeficiente balístico bajo, el avión rápidamente lento, descendiendo a 120 km en aproximadamente 3.5 días.
En el lado deslizante, un coeficiente balístico bajo significaría que, una vez que el avión ingresara a la atmósfera, en realidad tendría una velocidad terminal más baja que algo como una pelota de cañón.
Desafortunadamente, nunca llega tan lejos, ya que, según las simulaciones, a una altitud de alrededor de 120 km, el aumento de la densidad del aire induce una caída incontrolable, esencialmente enviando el avión a una ruta de vuelo incontrolable familiar para cualquiera que haya hecho una de ellos.
Pero, ¿por qué detenerse en las simulaciones cuando tiene un doctorado en ingeniería aeroespacial y puede construir un avión en papel para la ciencia? ¿Y por qué simplemente construir uno cuando puedes probar uno en un túnel de viento hiper-avanzado en el campus de tu universidad?
La respuesta es que no se detiene, por lo que los autores construyeron un modelo de avión de papel real (es cierto que con una cola de aluminio) y lo colocan en el túnel de viento hipersónico y de alta entalpía de Kashiwa en la Universidad de Tokio para ver qué tipo de fuerzas aerodinámicas su avión de papel podría resistir.
https://www.youtube.com/watch?v=lrmtlyrkw1y FrameBorDer = “0 ″ PERTER =” Acelerómetro; Autoplay; portapapeles-escritura; Media encriptada; giroscopio; imagen en imagen; Web-SHARE “referRerPolicy =” Strict-Origin-when-Cross-Origin “PermishFullScreen>Tampoco fueron fáciles con sus experimentos. Su avión de papel modelo de un tercio fue sometido a Mach 7 Winds durante 7 segundos, similar a las fuerzas experimentadas durante la reingreso real. Esto, como era de esperar, dobló la nariz del avión de papel, pero para su crédito no se desintegró, al menos no en ese período de tiempo.
También hubo evidencia notable de carbonización en la nariz y las puntas del ala, lo que indica que, si el experimento hubiera pasado más tiempo, el plano de papel se habría quemado.
En última instancia, demostrar que eso es lo que sucedería fue uno de los propósitos de este experimento. Hay muchas arquitecturas de misión que podrían usar algo similar a este modelo de avión de papel: el experimento de hojas para Venus La exploración viene a la mente, pero también hay muchas observaciones de la Tierra que se beneficiarían de una plataforma liviana y estable para coleccionar mientras se quema completamente en la atmósfera al final de la vida.
El montaje de tal misión requeriría electrónica y muchas otras adiciones que complicarían la pureza de probar un plano de papel simple que un niño podría haberlo hecho de clase.
Pero a veces la ciencia se trata tanto de la inspiración como de la exploración, y los resultados en este documento proporcionan una buena combinación de ambos.
Este artículo fue publicado originalmente por Universo hoy. Leer el artículo original.