古老折紙技巧解決太空挑戰(zhàn)

朱崇愷

在太空旅行中，火箭科學(xué)家遇到的一個挑戰(zhàn)是對燃料的管理。在1960—1970年美國太空計劃的初期，研究人員試圖開發(fā)圓形氣球來儲存和泵送液態(tài)氫燃料，但最終他們失敗了。在太空低溫的環(huán)境下，試圖將液態(tài)燃料壓入之時，氣囊堅持不到5個使用周期就會破碎或泄漏。最后研究人員放棄了這項(xiàng)研究，轉(zhuǎn)而依靠不太理想的推進(jìn)劑管理設(shè)備。當(dāng)前的系統(tǒng)使用金屬板和表面張力原理來管理液體燃料，但是該系統(tǒng)速度較慢，只能輸送出少量燃料，因此油箱的尺寸受到限制。

?折紙風(fēng)格的塑料燃料囊，在超低溫下反復(fù)加壓、減壓也不會破裂

美國華盛頓州立大學(xué)的研究人員從東方古老的折紙藝術(shù)中尋找靈感，利用折紙復(fù)雜的形狀和有趣的機(jī)械性能。折紙的折痕分散了材料上的應(yīng)力，使其不太可能被撕裂。新設(shè)計的燃料罐被形象地稱為“膀胱”。研究人員在約-200℃的液氮中對其進(jìn)行了測試，“膀胱”可以被擠壓至少100次而不會發(fā)生破裂或泄漏。