Dagli origami un nuovo materiale per atterraggi migliori nei veicoli spaziali

I veicoli spaziali potrebbero presto avere degli ammortizzatori in grado di rendere più dolci e meno pericolosi gli atterraggi, inspirati alla nobile arte giapponese degli origami.

Un team di ricercatori ha infatti sviluppato il modello, per ora realizzato in carta, di un nuovo metamateriale, altamente flessibile e che potrà avere molte applicazioni in diversi campi. Questo origami tecnologico potrà infatti essere applicato anche alla costruzione di autoveicoli e altri dispositivi progettati per assorbire urti notevoli.

Dall’antica tradizione degli origami nasce un materiale che proietta nel futuro

Il concetto alla base di questa tecnologia è che le piegature flessibili del materiale possano assorbire la forza dell’impatto e successivamente, dopo la compressione della catena di metamateriali, questa forza viene convertita in forza di trazione, necessaria alla catena per ristendersi e tornare in posizione dopo la compressione.

Come ha infatti spiegato Jinkyu Yang, professore associato di aeronautica e astronautica all’Università di Washington ed uno degli autori dello studio, “se indossassi un elmetto da football fatto con questo materiale e la palla colpisse l’elmetto, non sentiresti mai il colpo sulla testa. Nel momento in cui l’energia ti raggiunge, non sta più spingendo, sta tirando”.

Hiromi Yasuda, uno studente post-dottorato presso l’Università della Pennsylvania, ha completato questo lavoro mentre perseguiva un dottorato presso l’Università di Washington, creando questo nuovo modello di metamateriale ispirato agli origami.

Proprio come avviene per gli origami infatti, i ricercatori hanno creato il modello incidendo linee tratteggiate nella carta, utilizzando un taglierino laser. Il modello di carta è stato quindi piegato lungo queste linee, ottenendo come risultato finale una struttura cilindrica, alle cui estremità hanno incollato dei tappi acrilici necessari per collegarli tra loro, ottenendo una catena composta da più cilindri.

I primi test dimostrano buoni risultati

I test sono stati eseguiti su una catena formata da 20 cilindri, collegandola ad un dispositivo in grado di imprimerle una certa spinta. La reazione della catena alla spinta è stata filmata con sei videocamere, in modo da poter osservare tutti gli aspetti della reazione della catena alla spinta. Ovvero l’onda di compressione e quella di tensione che hanno susseguito la spinta imposta dal dispositivo, fino a che la “catena di origami” non ha completato i suoi movimenti tornando nella posizione iniziale.

Nel loro articolo i ricercatori hanno affermato che “la catena composta dalle celle di origami mostrava (…) il movimento ondulatorio controintuitivo: anche se la forza di spinta compressiva del dispositivo ha iniziato l’intera reazione, quella forza non è mai arrivata all’altro capo della catena. È stata invece sostituita dalla forza di tensione, che è iniziata quando le prime celle della catena sono tornate alla normalità, e si è propagate sempre più velocemente lungo di essa”.

Questi risultati potrebbero quindi indicare degli atterraggi meno violenti per i veicoli spaziali. Ma prima che ciò avvenga davvero, saranno necessari molti altri test e sperimentazioni ed il primo passo sarà quello di realizzare dei prototipi in materiali più consistenti e durevoli della carta.