Eğer bir gün Memleketler arası Uzay İstasyonu’ndan (ISS) bir kağıt uçağı uzaya bırakırsanız, bu uçağın başına ne gelir? Merak uyandıran bu soru, artık bilimsel bir çalışmayla yanıtlanmış durumda.
Uzayın etrafı giderek kalabalıklaşıyor. Bilhassa alçak Dünya yörüngesi, fonksiyonunu yitirmiş uydular ve uzay çöpleriyle dolup taşıyor. Bu durum, bilim dünyasında “Kessler Sendromu” olarak bilinen önemli bir tehlikeyi gündeme getiriyor. Bu senaryoya nazaran, yörüngedeki tek bir çarpışma bile zincirleme tepkilere yol açabilir ve uzayın birtakım bölgeleri kullanılmaz hale gelebilir. En makus ihtimalle, bu durum insanlığın uzaya erişimini yıllar boyunca imkansız kılabilir.
Bu çeşit risklerin önüne geçmek için bir yandan mevcut uzay çöplerini temizlemeye yönelik çalışmalar yürütülürken, başka yandan fırlatılacak araçların daha sürdürülebilir hale getirilmesi hedefleniyor. Yeni yayımlanan bir çalışmada ise, bu iki eğilimin kesiştiği sıra dışı bir teklif sunuluyor: Origami stilinde kağıttan yapılmış bir uzay uçağı.
Araştırma kapsamında bilim insanları, Milletlerarası Uzay İstasyonu’ndan bırakılacak A4 boyutunda, özel olarak hazırlanmış bir kağıt uçağın nasıl bir seyahat yapacağını simüle etti. Simülasyonlar; uçağın yörüngedeki davranışları, ne kadar müddette yörüngeden çıkacağı ve Dünya atmosferine girerken karşılaşacağı ısıl tesirler üzere çeşitli parametreleri tahlil etti.
Rüzgar tüneli testlerinde, alüminyumla güçlendirilmiş bir kağıt uçak modeli kullanıldı. Elde edilen sonuçlar epeyce dikkat cazip: Uçak, uzayın seyrek atmosferinde şaşırtan derecede istikrarlı bir uçuş profili sergiliyor. Akış istikametine nazaran pozisyonunu pasif biçimde koruyabiliyor ve yörünge tarafına hizalanabiliyor.
Ancak bu serüven uzun sürmüyor. Araştırmaya nazaran, kağıt uçak yaklaşık 3,5 gün içinde yörüngeden çıkıyor ve atmosferin ağır katmanlarına girdiğinde önemli aerodinamik ısınmaya maruz kalıyor. Simülasyonlar, bu süreçte uçağın yaklaşık birkaç dakika boyunca 10⁵ W/m² üzere yüksek bir ısıl yüke dayanması gerektiğini ortaya koyuyor. Bu da kaçınılmaz olarak yanma ya da piroliz (termal bozunma) ile sonuçlanıyor. Yani, kağıt uçak kısa mühlet sonra büsbütün yok oluyor.
Amaç aslında bu mu?
Araştırmacılara nazaran bu “kullan-at” yapısı aslında şuurlu bir tercih. Zira bu tıp araçlar, alçak Dünya yörüngesindeki atmosfer yoğunluğunu ölçmek için düşük maliyetli, pasif birer sensör olarak kıymetlendirilebilir. Uçakların hareketlerinden elde edilen datalarla atmosferin farklı bölgelerindeki hava yoğunluğu hesaplanabiliyor. Kısa müddette yörüngeden çıkmaları sayesinde ölçümler süratlice tamamlanabiliyor.
Üstelik kağıttan yapılmaları, bu araçların birebir anda birden fazla defa fırlatılabilmesine imkan tanıyor. Böylelikle, eş vakitli ve geniş alanlı ölçümler elde etmek mümkün hale geliyor.
Araştırma takımı, bu şekil minyatür uzay araçlarının, kolay görüntüleme sistemleriyle donatılarak öteki düşük maliyetli uzay misyonlarında de kullanılabileceğini düşünüyor. Şimdilik bir kağıt uçak üzere görünse de, bu fikir uzay teknolojilerinin geleceği için kıymetli bir adım olabilir.
Çalışmanın ayrıntıları Acta Astronautica mecmuasında yayımlandı.
