太空垃圾问题日益严峻,随着卫星发射数量的增加,低地球轨道(LEO)上堆积了大量废弃火箭弹体、破损部件和报废卫星。这些碎片不仅可能撞击对导航、通信和天气预报至关重要的卫星,还可能对地球环境构成威胁,如破坏臭氧层。为应对这一挑战,航天机构和私营公司正探索清理太空垃圾的方法,并研究使用有机聚合物替代金属制造火箭和卫星。东京大学研究人员马克西米利安·贝尔特和铃木小次郎则从折纸艺术中汲取灵感,提出了一种可持续的太空垃圾处理方案。

在发表在《宇航学报》上的研究中,贝尔特和铃木设想了一架从国际空间站发射的纸飞机,在太空环境中以每秒7800米的速度飞行。软件模拟显示,这架纸飞机在太空初期保持稳定,但四天后,在到达地球上方约120公里时,开始翻滚并失控旋转。研究人员解释,纸质太空飞机的低转动惯量和气动静裕度使其能在大部分大气进入过程中保持稳定,但在约120公里高度以下,会出现翻滚并伴有气动加热,最终在大气中燃烧。
为进一步验证,贝尔特和铃木制作了纸质太空飞机的实体模型,并在东京大学的柏超音速高焓风洞中进行了测试。模型以7马赫速度飞行7秒后,机头向后弯曲,翼尖烧焦,但并未解体。这一实验表明,纸基航天器在特定条件下具有一定的耐热性。
该研究提出,纸基航天器或可在未来任务中发挥作用,如收集地球数据后完全燃烧,不留下有害物质。这一想法虽只是一小步,却为太空垃圾可持续处理提供了新思路,有助于太空探索更好地保护环境,让地球更加安全。
更多信息: Maximilien Berthet 等人,《折纸航天飞机进入地球大气层时的动力学研究》,《宇航学报》(2025 年)。期刊信息: Acta Astronautica











