Hayatta bazen çok derin sorular vardır: "Varoluşun anlamı nedir?", "Evrende yalnız mıyız?" veya "Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan bir kağıt uçak atarsak ne olur?" Neyse ki, bu üçüncü sorunun cevabı sonunda bulundu, çünkü elbette birileri eninde sonunda bunu merak edecekti.
Tokyo Üniversitesi'nden bilim insanları, "origami uzay uçağının Dünya atmosferine yeniden girişi sırasındaki dinamikleri" üzerine yaptıkları yeni bir çalışmada bu sorunun peşine düştü. Yani kısaca, Uluslararası Uzay İstasyonu'ndan (ISS) atılan bir kağıt uçağa ne olduğunu araştırdılar.
Bu ilk bakışta basit görünen konuyu anlamak için bazı teknik kavramlara değinmekte fayda var. Origami kelimesi Japoncada katlanmış kağıt anlamına geliyor ve araştırmacılar bu deney için standart bir A4 boyutunda beyaz kağıt kullanmışlar. Ortaya çıkan model, üçüncü sınıf bir öğrencinin ders sırasında arkadaşını rahatsız etmek için yapabileceği bir şeye benzese de, arkasında çok daha karmaşık aerodinamik modellemeler yatıyor.
Yazılım modeli hazırlandıktan sonra sıra testi yapmaya gelmiş. ISS yaklaşık 400 kilometre yükseklikte yörüngede dönüyor. Bu nedenle bilim insanları uçağı bu yükseklikten ve ISS'in kendi hızına benzer bir hızla, yani saniyede 7800 metre ile fırlatmaya karar vermişler.
Bu hız kağıttan bir uçağı parçalamaya yeterli gibi görünse de, 400 km yükseklikte atmosfer henüz çok yoğun değil, bu da uçağa büyük bir zarar vermiyor. En azından şimdilik. Aslında, yere doğru inişin büyük bir kısmı için durum bu. 400 km'den yaklaşık 120 km yüksekliğe kadar, hava eksikliği nedeniyle uçak nispeten dengede kalıyor.
Ancak uçak, hava direncini ne kadar iyi aşabildiğini gösteren bir ölçü olan düşük balistik katsayısı nedeniyle çok hızlı bir şekilde alçalıyor. Düşük balistik katsayısı sayesinde uçak hızla yavaşlıyor ve yaklaşık 3,5 gün içinde 120 km yüksekliğe iniyor. Öte yandan, düşük bir balistik katsayısı, uçak atmosfere girdiğinde bir gülle gibi bir şeye göre daha düşük bir nihai hıza sahip olacağı anlamına da geliyor.
Ne yazık ki, simülasyonlara göre, uçak hiçbir zaman o kadar uzağa gidemiyor. Yaklaşık 120 km yükseklikte, artan hava yoğunluğu kontrol edilemez bir takla atmaya neden oluyor ve bu da uçağı, kağıt uçak yapmış herkesin aşina olduğu, kontrol dışı bir uçuş yoluna sokuyor.
Peki uzay mühendisliği doktorası olan biri neden sadece simülasyonlarla yetinsin ki? Ve neden sadece bir tane yapmakla kalıp, üniversite kampüsündeki hiper-gelişmiş bir rüzgar tünelinde denemesin? Cevap basit: Durmadılar. Bu yüzden araştırmacılar, (itiraf etmek gerekirse alüminyum bir kuyruğu olan) gerçek bir kağıt uçak modeli inşa ettiler ve kağıt uçaklarının ne tür aerodinamik kuvvetlere dayanabileceğini görmek için Tokyo Üniversitesi'ndeki Kashiwa Hipersonik ve Yüksek Entalpi Rüzgar Tüneli'ne koydular.
Deneylerinde de hiç nazik davranmadılar. Üçte bir ölçekli kağıt uçak modelleri, gerçek atmosfere giriş sırasında maruz kalınan kuvvetlere benzer şekilde, 7 saniye boyunca Mach 7 hızındaki rüzgarlara maruz bırakıldı. Bu durum, şaşırtıcı olmayan bir şekilde, kağıt uçağın burnunu arkaya doğru büktü, ancak hakkını vermek gerekirse, en azından o süre içinde parçalanmadı.
Burun ve kanat uçlarında belirgin yanma belirtileri de vardı, bu da deney daha uzun sürseydi kağıt uçağın tamamen yanacağını gösteriyordu.
Sonuç olarak, bunun tam da gerçekleşeceğini kanıtlamak bu deneyin amaçlarından biriydi. Bu kağıt uçak modeline benzer bir şeyi potansiyel olarak kullanabilecek birçok görev mimarisi var; örneğin Venüs keşfi için geliştirilen LEAVES deneyi akla geliyor. Ayrıca, ömrünün sonunda atmosferde tamamen yanarken veri toplamak için hafif ve dengeli bir platformdan faydalanacak birçok Dünya gözlem projesi de mevcut.
Ancak böyle bir görevi hayata geçirmek, elektronikleri ve diğer birçok eklemeyi gerektirecektir ki bu da bir çocuğun sınıfta yapabileceği basit bir kağıt uçağı test etmenin saflığını karmaşık hale getirirdi.
Yine de bilim bazen keşif kadar ilham vermekle de ilgilidir ve bu makaledeki sonuçlar her ikisinin de güzel bir karışımını sunuyor.
