Датские инженеры разработали новую конструкцию для космических аппаратов, позволяющую им увеличиваться в объеме после запуска. Они предложили использовать для этого аналог техники оригами — корпус аппарата состоит из множества отдельных плоскостей, герметично соединенных между собой и складывающихся при сжатии. Инженеры уже создали полноразмерный, но не герметичный прототип, а теперь собирают средства на создание полноценного прототипа и испытания его в Гренландии.
Космические миссии сложны не только тем, что аппаратам необходимо работать в жестких условиях с перепадами температур и интенсивным ионизирующим излучением. Разработчики миссий сталкиваются и с более «приземленными» проблемами, связанными с возможностями ракет. Основная из них заключается в сильном ограничении по массе полезной нагрузки. Но даже если ракета способна поднять аппарат с определенной массой, он может быть слишком большим по размеру и попросту не поместиться в головной обтекатель.
Эту проблему можно решить как с помощью новых ракет с более широкими головными обтекателями, так и с помощью аппаратов со складываемой конструкцией. Проекты складных космических аппаратов уже существуют, и три прототипа компании Bigelow Aerospace уже летали в космос: последний из них был успешно развернут на МКС в 2016 году. Bigelow Aerospace использовала в этих модулях конструкцию гибкой камеры с герметичным внутренним полимерным слоем и внешними слоями из кевлара и других материалов для защиты от внешних воздействий.
Датские инженеры из студии SAGA Space Architects под руководством Себастьяна Аристотелиса (Sebastian Aristotelis) и Карл-Йохана Соренсена (Karl-Johan Sørensen) разработали конструкцию складного обитаемого модуля для работы в безвоздушном пространстве, основанную на жестких сегментах, соединенных гибкими перемычками.
Большая часть корпуса состоит из жестких сегментов, объединенных в закольцованный оригами-узор миура-ори с чередующимися слоями. В складках этого оригами-узора находятся полимерные сегменты, которые по сути выступают в качестве петель между жесткими поверхностями. При необходимости поменять объем капсулы круги из сегментов можно тянуть вниз и вбок (или вверх и вбок).
Снаружи конструкцию будут поддерживать два жестких кольца и три боковые опорные конструкции. Кроме того, инженеры планируют установить на большую часть внешних поверхностей солнечные панели для выработки энергии. Внутри капсулы после ее развертывания в рабочее состояние будут находиться перегородки между комнатами и прочие элементы быта. Для частичного снабжения питанием в модуле будет развернута вертикальная ферма для растений и хето-реакторы для выращивания водорослей.
Инженеры решили собрать полноценный прототип с изолированными стенками и испытать его в северной части Гренландии в районе поселения Мориусак. Авторы проекта начали сбор средств на платформе Kickstarter и на момент написания заметки собрали около 13 тысяч долларов из запрашиваемых 21,7 тысячи.
Оригами-конструкции уже успешно используются в некоторых проектах, например, в солнечных панелях марсианского зонда InSight. Кроме того, NASA предлагает использовать конструкцию оригами для создания разворачиваемых радиаторов для космических аппаратов.
Григорий Копиев