Faltende Origami-Sonnenkollektoren könnten ins Weltall geführt werden (Video)

Eine jahrhundertealte japanische Tradition ist die Inspiration für eine neue NASA-Technologie. Solarpanel-Arrays, die sich wie Origami falten und entfalten, könnten in den Weltraum gelenkt werden.

Brian Trease, Maschinenbauingenieur am Jet Propulsion Laboratory der NASA in Kalifornien, studierte Origami während einer Highschool-Auslandsreise in Japan und wendet nun die gleichen Techniken auf weltraumgebundene Solarzellen an. Trease, Forscher von der Brigham Young University und Origami-Experte Robert Lang haben funktionierende Prototypen der Origami-Solarmodule erstellt.

"Dies ist ein einzigartiges Crossover von Kunst und Kultur und Technologie", sagte Trease in einer Stellungnahme. [Video: Sonnenenergie aus dem Weltraum strahlen]

Trease und das Team haben eine Origami-ähnliche Falte geschaffen, die ein 25 Meter langes Solarpanel in einen viel handlicheren 2,7-Meter-Durchmesser verwandeln kann. Der Arbeitstisch-Prototyp des Geräts ist ein Zwanzigstel dieser Größe und entfaltet sich zu einem Durchmesser von 4,1 Fuß (1,25 m).

Das Design hinter den Solarpanel-Arrays ist viel komplizierter als ein Papierkran. Papier ist so dünn, dass normale Origami-Techniken nicht viel zusätzliche Dicke mit jeder Falte berücksichtigen müssen. Sonnenkollektoren werden jedoch mit viel voluminöserem Material als Papier hergestellt, so dass Trease und das Team einige der traditionellen Falten kreativ überarbeiten mussten.

"Man muss viel von diesem Design überdenken, um der Dicke Rechnung zu tragen, die sich mit jeder Biegung anhäuft", sagte Trease in derselben Aussage.

Der Prototyp verwendet eine Kombination mehrerer Falten und ähnelt einer blühenden Blume, wenn sie sich entfaltet.

Vorhandene Sonnenkollektoren kollabieren wie Akkordeons oder falten sich wie Handfächer, aber Trease glaubt, dass die komplizierteren Origami-Falten den Falt- und Entfaltungsvorgang vereinfachen könnten. Die Origami-Technik, die das Team für den Prototyp verwendet hat, ermöglicht das Öffnen und Schließen der Platte mit einem einzigen Druck oder Ziehen an der Ecke.

Koryo Miura, der Astrophysiker, nach dem die Miura-Origami-Falte benannt ist, arbeitete 1995 an Sonnenkollektoren mit Origami-Designs. Jetzt, wo die Astronomen auf kleinere Satelliten mit größeren Geräten drängen, könnte die platzsparende Technologie nützlicher werden.

"Die Tatsache, dass wir sowohl größer als auch kleiner werden, kann Bereiche öffnen, in denen es wieder relevant sein könnte", sagte Trease.

Trease glaubt, dass die Arrays die perfekten Passagiere für winzige Satelliten namens CubeSats sind.

Einige Wissenschaftler glauben, dass Sonnenkollektoren eines Tages in den Weltraum geschickt werden könnten, um kreisende Kraftwerke zu schaffen. Die Paneele würden die Sonne aufsaugen und Sonnenenergie in Form von Mikrowellen zur Erde zurückstrahlen. Trease sagte, dass das Senden einer Flotte dieser Arrays in den Weltraum einfach wäre, wenn sie in einer Rakete zusammengeklappt und dicht gepackt werden könnten. Die Paneele könnten sich dann im Weltraum entfalten, "keine Astronautenversammlung erforderlich", fügte Trease hinzu. Ingenieure könnten auch die Origami-Technik für das Antennendesign verwenden.