خبر کامل
دیش‌های ماهواره‌ای تاشو با الهام از «کیریگامی» برای کاهش هزینه‌های پرتاب
تحولی در پرتاب سازه‌های فضایی: از ورقه‌های مسطح تا دیش‌های سهموی
پرتاب دیش‌های ماهواره‌ای بزرگ به مدار زمین، یکی از پرهزینه‌ترین و پرمصرف‌ترین مراحل در ماموریت‌های فضایی محسوب می‌شود. محققان دانشگاه ایلینوی اربانا-شمپین با هدف کاهش چشمگیر این هزینه‌ها، ایده‌ای انقلابی را مطرح کرده‌اند: پرتاب این سازه‌های حجیم به صورت ورقه‌هایی سبک و مسطح که قابلیت باز شدن و رسیدن به شکل نهایی خمیده خود را در فضا دارند.
این تیم تحقیقاتی یک تکنیک پیشرفته توسعه داده‌اند که به مواد دوبعدی اجازه می‌دهد تا با فعال‌سازی حرارتی، به سازه‌های سه‌بعدی و مستحکم تبدیل شوند. این نوآوری می‌تواند رویکرد مهندسان به ساخت و ارسال ماهواره‌ها، آنتن‌ها و سایر تجهیزات فضایی را دگرگون سازد و جایگزینی برای پرتاب قطعات حجیم کنونی باشد.
روش نوین ساخت: ترکیب پرینت سه‌بعدی و پلیمریزاسیون
روش ابداعی محققان بر دو پایه اصلی استوار است:
- استفاده از پرینتر سه‌بعدی پیشرفته: برای ساختن بسته‌هایی با ضخامت بسیار کم (به باریکی مو) از جنس فیبر کربن.
- فرایند پلیمریزاسیون پیشرفته: این فرایند بسته‌های دوبعدی را تحریک‌پذیر می‌کند، به طوری که با یک محرک حرارتی کوچک، بسته‌های تاشده به شکل سه‌بعدی مورد نظر تغییر شکل دهند.
یکی از بزرگترین چالش‌های پیش روی تیم، حل «مسئله معکوس» بود. به بیان محققان، سوال این بود که: «شما یک طرح برای شکل سه‌بعدی مورد نظرتان دارید، اما الگوی دوبعدی که باید پرینت شود تا دقیقاً به آن شکل سه‌بعدی تبدیل شود چیست؟»
الهام از هنر ژاپنی «کیریگامی»
برای غلبه بر این چالش طراحی، محققان از هنر ژاپنی «کیریگامی» الهام گرفتند. کیریگامی هنری شبیه به اوریگامی است، با این تفاوت که علاوه بر تا زدن، شامل برش نیز می‌شود. با استفاده از الگوهای مبتنی بر کیریگامی، تیم توانستند پنج پیکربندی مختلف را با موفقیت ایجاد کنند:
پنج پیکربندی ایجاد شده شامل یک استوانه مارپیچ، یک نوار پیچ‌خورده، یک مخروط، یک شکل زینی‌شکل و مهم‌تر از همه، یک دیش سهموی است که کاربردی‌ترین طرح برای استفاده در ماهواره‌ها محسوب می‌شود.
اگرچه سازه‌های ساخته شده توسط این محققان از استحکام بالا و بهره‌وری انرژی قابل قبولی برخوردار هستند، اما آنها تأکید کرده‌اند که این سازه‌ها برای استقرار نهایی در محیط سخت فضا، هنوز به تقویت بیشتری نیاز دارند.
حامیان و انتشار نتایج پژوهش
یافته‌های کامل این پژوهش نوین در ژورنال تخصصی Additive Manufacturing منتشر شده است. این پروژه تحقیقاتی مهم در حوزه مهندسی فضایی، تحت حمایت و پشتیبانی مالی آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی هوایی آمریکا قرار داشته است.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
