/rumfart

Forsker vil kaste papirflyver mod Jorden ude fra rummet

En japansk papirflyver er konstrueret til afsendelse fra Den Internationale Rumstation. Papirflyet testes for tiden i vindtunnel.

Af Kent Krøyer, søndag 03. feb 2008 kl. 12:00

Japanske forskere fra University of Tokyo har indledt et samarbejde med Japan Origami Airplane Association om at udvikle et papirfly, som kan overleve en selvstændig flyvetur fra Den Internationale Rumstation, ISS, og ned til Jorden.

Den endelige udgave af papirflyveren får facon næsten som en amerikansk rumfærge, og den er overfladebehandlet, så den tåler en hel del varme.

Forskerne testede for et par uger siden en otte centimeter lang prototype af papirflyet i en højhastighedsvindtunnel, men den endelige version af flyet bliver 20 centimeter lang.

Det begyndte med en tv-udsendelse
Ingeniøren har brevvekslet med initiativtageren, professor Shinji Suzuki, Department of Aeronautics and Astronautics, University of Tokyo, som glæder sig over den danske interesse i projektet. Det har nu fået karakter af grundforskning, selv om ideen stammer fra noget helt andet.

Det hele begyndte faktisk med en japansk tv-udsendelse i 1999, hvor Tokuo Toda fra Origami Plane Association drømte om at flyve en stor papirflyver på tre meters længde. I forbindelse med udsendelsen kom han i kontakt med professor Suzuki, som fik til opgave at designe den store flyver, der skulle afsendes fra et højt bjerg.

Og her fortalte hr. Toda om sin ultimative drøm, at kaste et papirfly fra det højeste sted, han kunne komme i tanker om – rumstationen ISS.

Overfladebehandling mod brand
Men mange tvivlede på den sunde fornuft i den idé, for sådan en flyvning måtte nødvendigvis ende med, at flyet ville brænde op i atmosfæren ligesom meteoritter.

Professor Suzuki ville dog ikke forkaste ideen straks, for papirfly kan sagtens flyve i rummet. Kun mødet med lufthavet er et problem, da gnidningsvarmen kan blive betydelig. Og det problem skulle løses med en passende udtænkt facon og en grundig overfladebehandling af papiret.

Og især det sidste er nødvendigt. Når en rumfærge vender tilbage til Jordens atmosfære, når den en hastighed på Mach 20 (tyve gange lydens hastighed), svarende til cirka 24.000 km/t, afhængig af den omgivende lufttemperatur.

Flyver vil dale med Mach 20
Kontakten med atmosfæren ved så stor hastighed giver friktionsvarme, og rumfærgen bliver meget varm på undersiden, der på det tidspunkt vender fremad. Derfor er den beklædt med slidstærke varmeisolerende kakler.

Den lille papirflyver vil også få en hastighed på Mach 20, når den slippes fra Den Internationale Rumstation, men mødet med de tynde, yderste luftlag vil bremse den gradvist. Det vil varme papiret op, men på grund af den lette konstruktion venter man, at farten vil falde meget hurtigt. Og i området fra 150 kilometer til 100 kilometers højde mener forskerne, at farten falder så hurtigt, at det værste derefter vil være overstået.

Alligevel vil overfladetemperaturen blive ret høj, og derfor er papirflyveren overfladebehandlet med en særlig imprægnering, som forskerne fandt frem til i 2007. Imprægneringen hærder papiret og gør det glasagtigt, så det tåler både vand og høje temperaturer.

Prototype testet med succes
Den førnævnte test af prototypen blev i øvrigt en succes. Den foregik i højhastighedvindtunnellen på Kashiwa Campus ved Tokyos universitet, og papirflyveren overlevede Mach 7 i 10 sekunder uden at gå i brand eller miste faconen. Overfladetemperaturen nåede op på cirka 200 grader Celsius.

Hvis professor Suzuki får succes med sit papirfly, vil vejen være åbnet for at udforske nye konstruktioner til rumfartøjer, der kan vende tilbage til Jorden. Det skal være lette konstruktioner, måske til videnskabelig udforskning af klodens øverste, tynde luftlag.

Om ikke andet så kan alene omtalen inspirere børn til at interessere sig for videnskab og teknologi, da de selv kan bygge og flyve papirfly, håber professoren.

Afsendelsen af papirflyet er endnu ikke blevet aftalt med de relevante rumfartsorganisationer, men professor Suzuki, som har gode forbindelser inden for den japanske rumfartsbranche, er fortrøstningsfuld.

En hilsen fra himlen
Et problem er, at det er vanskeligt at afgøre, om eksperimentet i givet fald lykkes. For når papirflyveren slippes fra rumstationen, er der ingen kontrol med den, og den kan for så vidt finde på at lande i en sprække på Mount Everest – eller midt i Stillehavet.

Men hvis den lander et sted, hvor der lever mennesker, så er der en lille mulighed for at få flyveren tilbage. Følgende tekst bliver nemlig trykt på den på flere sprog:

“This plane flew from the International Space Station. Please return the plane to Japan Origami Plane Association.”

Så hvis nogen en skønne dag finder en underlig, sortsveden papirflyver med en hilsen fra ISS, så ved man nu, at den er sendt fra himlen.



03. feb 2008 kl 21:29

Jens Kristian Geyti

Origami?

Hvordan kan I trykke sådan en nyhed, uden at fortælle hvordan jeg selv folder sådan en "rumfærge" ? :O


03. feb 2008 kl 21:54

avatar

Carsten Wagner

Origamirumflyver

Det ville jo interessere mig at vide, hvordan de vil få den dims til at dykke ned i atmosfæren. Det er ikke nok at smide den ud af vinduet på rumstationen. Den skal bremses op med adskillige Mach i forhold til kredsløbshastigheden, hvis den skal gøre noget interessant (synke).


04. feb 2008 kl 00:07

Thomas Gade

Tumling

Hvis den sendes i retning af jorden, eller baglæns ud af rumfærgen, vil den på et tidspunkt nå atmosfæren, men det kan tage lang tid. Mere sandsynligt er nok at papirflyet slippes når færgen er tæt på atmosfæren, og ikke længere har hastighed nok til at opretholde kredsløbet.

Mere interessant er det dog hvordan man vil bevare flyets retning så det møder luften med spidsen, og ikke bare tumler rundt og brænder op på ingen tid.


04. feb 2008 kl 00:18

avatar

Poul-Henning Kamp

Re: Origamirumflyver

Det ville jo interessere mig at vide, hvordan de vil få den dims til at dykke ned i atmosfæren. Det er ikke nok at smide den ud af vinduet på rumstationen. Den skal bremses op med adskillige Mach i forhold til kredsløbshastigheden, hvis den skal gøre noget interessant (synke).

I den forholdsvis lave højre ISS' kredsløb befinder sig, er der temmelig stort "drag" fra den øverste del af atmosfæren, så ned skal den nok komme.

Jeg kan ikke huske det specifikke tal for hvor meget ISS bremses per døgn, men det bliver til forbavsende mange meter i højden.

Derfor skal alle Progress, rumfærger og nu også ESA's forsyningsfartøjer have ekstra brændstof med, så de kan løfte ISS mens de er der.

Jeg er langt mere interesseret i hvordan de vil holde papirflyet korrekt orienteret (eller betyder det ikke noget ?)

Poul-Henning


04. feb 2008 kl 00:19

John Johansen

Re: Origamirumflyver

Det ville jo interessere mig at vide, hvordan de vil få den dims til at dykke ned i atmosfæren.
En papirflyver vejer jo ikke ret meget, så mon ikke den hurtigt bremses af den smule atmosfære som findes i ISS's højde?


04. feb 2008 kl 11:44

Frits Knudsen

Friktionsvarme?

Kent Krøyer skriver:
"Kontakten med atmosfæren ved så stor hastighed giver friktionsvarme, og rumfærgen bliver meget varm på undersiden, der på det tidspunkt vender fremad. Derfor er den beklædt med slidstærke varmeisolerende kakler."
Er det friktionsvarme, der opstår ved en genstands indtrængen i atmosfæren? Jeg troede, at det var kompressionsvarme, fordi genstanden kommer med overlydshastighed, så luften foran ikke kan nå at flytte sig, før den er varmet godt og grundigt op af kompressionen fra genstanden?


05. feb 2008 kl 12:47

Knud Kjeldgaard

Re: Friktionsvarme?

Nu er en papirflyver jo ikke en (meteor)sten. Hvis det er en papirflyver som jeg forestiller mig har den vel mindst 100 gange større overflade end stenen med samme masse. Den vil derfor meget hurtigere blive bremset op allerede i den tynde atmosfære, hvilket vil give den meget længere nedgangs tid og dermed meget længere tid til at afgive varmen, ligesom den store overflade jo meget nemmere udstråler varmen igen.


05. feb 2008 kl 21:30

Jens Madsen

Re: Re: Friktionsvarme?

Kan ikke gøres noget, for at nedsætte friktionsvarme, og kompressionsvarmen?
Og finde et evt. materiale med optimal varmeudstråling?

Selvom papiret behandles med noget brændhæmmende, må det blive utroligt varmt, og måske porøst.


Ny i debatten? Opret en brugerkonto

  • Seneste nyt
  • Mest læste
  • Topdebat
Populært på Facebook
 

Nyhedsbrev

Tilmeld dig vores nyhedsbrev.