Origami jako rozwiązanie kosmicznego problemu
Konstrukcje składane stanowią integralną część zainspirowanych sztuką origami składanych reflektorów, anten do obserwacji Ziemi oraz kolektorów słonecznych. Stanowią one obietnicę znacznego ograniczenia objętości statków kosmicznych, a w efekcie kosztów związanych ze startem. Jednak poziom gotowości technologicznej technologii składanych nadal jest niski, rzędu 3, czyli jest to etap doświadczalnej weryfikacji koncepcji. Ponieważ koszty nieudanych misji kosmicznych są wysokie, przemysł kosmiczny niechętnie odnosi się do ich stosowania. Z myślą o podniesieniu poziomu gotowości technologicznej technologii składanych do projektu "Large Deployable Technologies for Space" (DEPLOYTECH) zaproszono ekspertów z tej dziedziny z całej Europy. Ich działania były ukierunkowane bardziej na dopracowywanie istniejących, niż na tworzenie zupełnie nowych technologii. W związku z tym podniesienie gotowości technologicznej składanej matrycy ogniw słonecznych, nadmuchiwanego żagla holowniczego o nazwie InflateSail oraz żagla solarnego do poziomu 8 (gotowy i zatwierdzony system) wygląda realistycznie. Składaną matrycę ogniw słonecznych opracowano tak, by mogła mieć niewielkie rozmiary podczas startu, po czym wielokrotnie zwiększyć swoją powierzchnię po rozłożeniu w przestrzeni kosmicznej. Skonstruowano ją z wysięgników z tworzywa wzmocnionego włóknem węglowym, pomiędzy którymi znajdują się elastyczne ogniwa słoneczne, co zapewnia znaczące ograniczenie masy w porównaniu do konwencjonalnych sztywnych matryc ogniw słonecznych. Ta sama technologia wysięgników jest również wdrażana w projekcie InflateSail. Jest to żagiel holowniczy składający się z nadmuchiwanego masztu oraz wyjątkowo lekkiego polimerowego żagla podpartego wysięgnikami z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknem węglowym. Dostępność w niedługim czasie możliwości lotów nadała szczególny wymiar projektowi związanemu z żaglem InflateSail, który opracowano z myślą o zdejmowaniu z orbity satelitów po zakończeniu ich okresu użytkowania. Naukowcy żywią nadzieję, że jego pierwsze pomyślne wdrożenie zostanie zaprezentowane na pikosatelicie 3U CubeSat, który ma zostać wystrzelony pod koniec 2014 roku. Na pierwszym etapie projektu opracowano model inżynieryjny składanej matrycy ogniw słonecznych i ukończono żagiel InflateSail, natomiast model latający jest fazie konstruowania. Ponadto zmodyfikowano konstrukcję żagla słonecznego Gossamer, który poprzez wykorzystanie nieznacznego ciśnienia światła słonecznego umożliwia satelicie żeglowanie w sposób zbliżony do poruszania się statku na morzu. Następnym krokiem będzie poddanie go rygorystycznym testom, między innymi termicznym, wibracyjnym i próżniowym. Pomyślne ukończenie projektu DEPLOYTECH pozwoli obniżyć koszty eksploracji kosmosu oraz umożliwi dostęp do miejsc, które obecnie znajdują się poza naszym zasięgiem.
Słowa kluczowe
Badanie kosmosu, konstrukcje składane, ogniwo słoneczne, żagiel słoneczny, tworzywo sztuczne wzmocnione włóknem węglowym, poziom gotowości technologii
