Цветоподобные узоры оригами могут вдохновить складывание космического корабля

Новое семейство форм оригами, которые разворачиваются как лепестки цветов, можно использовать для разработки более эффективных сооружений в космосе, таких как телескопы или солнечные батареи.

Структуры оригами, основываясь на японском искусстве, объединяющем бумагу, используются инженерами, потому что их можно компактно хранить, но затем открываться в гораздо большие формы. Тем не менее, эти шаблоны оригами не всегда могут быть легко упакованы и часто являются сложными, чтобы развернуться, где один неудачный шаг может предотвратить развертывание всей структуры.

Сейчас, Ларри Хауэлл В Университете Бригама Янга в Юте и его коллегах нашли новую семью форм оригами, они называют шаблонами цветения, которые разворачиваются одним гладким движением, чтобы создать миску, похожую на структуру, напоминающую цветок. «Мы можем делать новые вещи, которые никогда не делались раньше, но в то же время мы создаем эти прекрасные формы», – говорит Хауэлл.

Хотя ранее было известно несколько случаев узоров цветения энтузиастов и исследователей оригами, Хауэлл и его команда поняли, что они принадлежат к более широкому классу форм с общими чертами: полигонский центр, окруженный идентичными симметричными слияниями, которые развертываются в одном гладком движении от плоского, тонкого диска к гораздо большей, изящной, трехмерной форме.

После классификации различных вариантов рисунка цветения и создания математического объяснения того, как они работали, исследователи создали функционирующие версии, используя материалы с различной толщиной, такие как пластиковые или толстые акриловые панели, и показали, что каждая форма всегда разворачивается надежно.

Возможность развернуться за один раз может быть преимуществом для космических структур, потому что это снижает шансы неправильного разрушения всей процедуры, говорит Майкл Бартлетт в Virginia Tech. «Все должно идти правильно. Если в цепочке есть слабая связь, все это терпит неудачу», – говорит он. «Когда я смотрю это [bloom patterns] Развернуть, вы можете видеть, что ему не обязательно делать одну вещь за другим, чтобы он достиг своего максимального развертывания ».

Космические телескопы часто вынуждены использовать относительно плоские зеркала для их наблюдений, но изогнутые формы узоров цветущих моделей могут использоваться для развертывания блюд, которые больше похожи на некоторые телескопы на основе Земли, которые производят более точные изображения, говорит Хауэлл.

Наличие математической модели того, как разворачиваются эти модели цветения, также может помочь исследователям разрабатывать рабочие структуры оригами быстрее, говорит Джейми Пайк в Швейцарском федеральном технологическом институте в Лозанне. «Вы можете сделать лучший прогноз о том, как может выглядеть потенциальное изобретение, или если оно того стоит, или если вам следует идти в другом направлении».