Origami-Dämpfer lässt Raketen sanft landen

Jinkyu Yang mit Origami-Dämpfer.

Bild: washington.edu, Kiyomi Taguchi

Forscher der University of Washington nutzen die japanische Papierfaltkunst Origami, damit Landemanöver von Raumfahrzeugen künftiger sanfter vonstatten gehen. Jinkyu Yang, Assistenzprofessor für Luft- und Raumfahrt, und sein Team haben ein Modell aus Papier entwickelt, das Stöße gezielt auffängt. Welches Material sie letztlich verwenden, ist noch offen.

Geheimes Metamaterial

Der Origami-Stoßdämpfer kann nicht nur die zerstörerischen Kräfte bei der Landung von heimkehrenden Raketen abfangen. Er könnte auch die Insassen von Autos bei einer Kollision schützen, möglicherweise besser als die heute eingesetzten Systeme. Die Forscher denken zudem an weitere Einsatzmöglichkeiten. "Wenn sie einen Football-Helm tragen, der aus diesem Material hergestellt ist, spüren sie es kaum, wenn jemand draufschlägt", sagt Yang.

Der Stoßdämpfer besteht aus mehreren Elementen, die wie eine Kette zusammengefügt werden. Es handelt sich um ein Metamaterial, also ein Bauelement, das in der Natur nicht vorkommt. "Wenn wir die Falten an unterschiedlichen Stellen in das flache Ausgangsmaterial anbringen, können wir Bauteile herstellen, die sich beim Zusammenfalten und Wiederausdehnen unterschiedlich verhalten", ergänzt Yasuhiro Miyazawa, Doktorand der Fachrichtung Luft- und Raumfahrt. "Wir haben eine Basiszelle entwickelt, die eine einwirkende Kraft durch Verformung abfängt und ihre alte Form wieder annimmt, sobald der Druck nachlässt."

Stöße gezielt abfangen

Die Forscher haben die Stellen mit einem Laser markiert, an denen gefaltet werden sollte. Dann bauten sie daraus ein zylindrisches Gebilde. Mit einem Kleber verbanden sie die einzelnen Zellen. Je mehr sie aneinanderreihten, desto höhere Kräfte konnte die Dämpferkette auffangen. Mit sechs Kameras filmten sie die Reaktion der Dämpferkette. Die Bilder zeigten, dass bei 20 aneinandergeklebten Elementen ein Stoß eine Reihe von Modulen verformte, aber niemals das Ende erreichte. "Heute bestehen die Module noch aus Papier. Doch wir planen, sie aus Verbundmaterialien herzustellen. Dann können wir sie für jeden Zweck maßschneidern", schließt Yang.

Quelle: www.pressetext.com/Wolfgang Kempkens