فن الأوريجامي على شكل زهرة يفتح آفاقًا جديدة للمركبات الفضائية

أعلن فريق من المهندسين في جامعة بريغهام يونغ (BYU) بولاية يوتا الأمريكية عن إنجازٍ جديد في تصميم الهياكل الفضائية: أنماط أوريغامي "زهرية" قابلة للطي والفتح بسلاسة كبتلات الزهور المتفتحة. وتَعِد هذه التصاميم بإحداث ثورة في طريقة نشر أجهزة مثل التلسكوبات والألواح الشمسية في الفضاء.

عادةً ما تستخدم التلسكوبات الفضائية مرايا مسطحة نظرًا لمحدودية نشرها. لكن أنماط التزهير قد تُنتج مرايا منحنية مشابهة لتلك المستخدمة في التلسكوبات الأرضية، مما يُنتج صورًا أكثر دقة.

لطالما ألهم فن الأوريجامي، وهو فن ياباني تقليدي لطي الورق، المهندسين لابتكار هياكل قابلة للطي والتمدد. إلا أن العديد من تصاميم الأوريجامي الحالية معقدة وعرضة للأخطاء. فطيٌّ خاطئ واحد قد يُسبب فشل النظام بأكمله.

طوّر فريق البروفيسور لاري هاول مجموعة جديدة من الأنماط - تُعرف باسم "أنماط الإزهار" - تتفتح بحركة واحدة، لتُشكّل شكلاً منحنيًا ثلاثي الأبعاد يُشبه وعاءً للزهور. مركز النمط مُضلّع، مُحاط بطيات مُتناظرة، مما يسمح للهيكل بالتفتح بسلاسة من قرص رقيق مُسطّح إلى شكل أكبر.

وفقًا لمايكل بارتليت من جامعة فرجينيا للتكنولوجيا، فإن النشر في خطوة واحدة يقلل من المخاطر: " في الفضاء، يجب أن يكون كل شيء مثاليًا. إذا كانت هناك نقطة ضعف واحدة، فقد يفشل النظام بأكمله. أنماط بلوم تلغي هذا التسلسل المعقد من الخطوات."

بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام الشكل المنحني لهذه العينات لإنشاء عاكسات مماثلة لتلك المستخدمة في التلسكوبات الأرضية - والتي توفر صورًا أكثر دقة من المرايا المسطحة المستخدمة عادة في الفضاء.

يقول جيمي بايك من المعهد الفيدرالي السويسري للتكنولوجيا (EPFL) إن وجود نموذج رياضي لأنماط الإزهار من شأنه أن يساعد المصممين على التنبؤ بشكل أفضل بكيفية أداء الفكرة: "يمكنك أن تعرف مسبقًا ما إذا كان الاختراع قابلاً للتطبيق، أو ما إذا كان يجب عليك الذهاب في اتجاه آخر".

يُفسح الجمع بين الفن التقليدي والتكنولوجيا الحديثة آفاقًا جديدة لصناعة الطيران والفضاء. فبفضل بساطة بنائها وجمال شكلها وموثوقيتها العالية، يُمكن أن تُصبح أنماط زهور الأوريجامي أساسًا للجيل القادم من المركبات الفضائية.

من أبرز تطبيقات الأوريجامي في هندسة الفضاء تصميم المرآة الرئيسية لتلسكوب جيمس ويب الفضائي. طبقت ناسا مبدأ طي الورق لإنشاء نظام مرايا قابل للطي ليتسع داخل حجرة الصاروخ. بمجرد وصوله إلى المدار، تنفتح هذه المرايا بالكامل، مكونةً هيكلًا عاكسًا عملاقًا يسمح للمركبة الفضائية بمراقبة الكون بشكل أعمق من أي وقت مضى.

إلى جانب التلسكوبات، استخدم المهندسون فن الأوريجامي لتطوير ألواح شمسية قابلة للطيّ مثل المروحة. يوفر هذا التصميم المساحة أثناء الإطلاق، مع السماح بالنشر السريع والتوسع الأقصى خلال العمليات الفضائية. هذا يسمح للمركبات الفضائية بتجميع المزيد من الطاقة دون زيادة حجمها الأولي.

بالإضافة إلى الهياكل الكبيرة، يُستخدم الأوريجامي في الطب الحيوي الفضائي. وقد طورت بعض الأبحاث روبوتات مجهرية قابلة للطي كالحبوب وتفتح داخل الجسم. وفي بيئات انعدام الجاذبية، يمكن التحكم بهذه الروبوتات عن بُعد لتوصيل أدوية دقيقة أو إجراء عمليات طبية دقيقة دون جراحة.

لقد حققت تطبيقات الأوريجامي تقدماً هاماً في علوم الفضاء.

المصدر: https://vtcnews.vn/mau-origami-hinh-hoa-mo-ra-trien-vong-moi-cho-tau-vu-tru-ar960708.html