Uzay Araçları İçin Origamiden Güneş Paneli Tasarlıyoruz
Origami (Japonca “oru” katlamak, “kami” kâğıt anlamına gelir) eski bir Japon sanatı. Geçmişi 1600’lü yıllara dayanan bu sanat, günümüzde farklı mühendislik alanlarında şekil değiştirebilen tasarımların geliştirilmesinde kullanılıyor.
Origami (Japonca “oru” katlamak, “kami” kâğıt anlamına gelir) eski bir Japon sanatı. Geçmişi 1600’lü yıllara dayanan bu sanat, günümüzde farklı mühendislik alanlarında şekil değiştirebilen tasarımların geliştirilmesinde kullanılıyor.
Origaminin ilham verdiği alanlardan biri de uzay araştırmaları. Tokyo Üniversitesi Havacılık ve Uzay Bilimleri Enstitüsü’nden Koryo Miura ve Masamori Sakamaki, 1970’li yıllarda uydu antenleri ve güneş panelleri gibi uzay teknolojilerinde kullanılan büyük ve düz bileşenlerin uzaya taşınması üzerinde çalışıyordu. Bilim insanları bu problemin çözümü için katlama yönteminden yararlanabileceklerini düşündüler. Ancak bu tür bileşenlerin mümkün olan en az yer kaplayacak hali alabilmeleri için doğru açılarla katlanmaları gerekiyordu.
Dik açıyla katlanan düz nesnelerin açıldıktan sonra tam olarak eski şekillerini alamama olasılıkları yüksektir. Ayrıca en küçük şekli alabilmeleri için çok sayıda katlama hareketi yapılmalıdır. Bu durum katlanmış yapıda çok fazla gerilim oluşmasına ve özellikle katlama noktalarının üst üste geldiği yerlerde yapısal bozukluklar oluşmasına neden olabilir.
Miura ve Sakamaki, origamide kullanılan katlama şekillerini inceledi ve katlamaların eğimli olması durumunda bu problemlere çözüm bulunabileceğini belirledi. Eğimli katlamaların, dik açılı katlamalardan en önemli farkı katlamaların birbiriyle bağlantılı olmasını sağlaması. Yani bu tür katlama şeklinde bir katman hareket ettiğinde diğer katmanı da hareket ettiriyor. Bu, düz yüzeyin kolayca katlanıp açılmasına imkân sağlıyor.
Koryo Miura’nin geliştirdiği katlama yönteminde katlamaların kâğıt yüzeyinde oluşturduğu şekil, iç açıları 84°-96° olan eşkenar dörtgenlerden oluşan bir dama tahtasına benziyor. Miura’nin yöntemi Miura katlaması ya da Miura-ogi şeklinde isimlendiriliyor.
NASA - Space Flyer Unit uydusu
Koryo Miura’nın geliştirdiği katlama yöntemi Japonya’nın 1995 yılında uzaya gönderilen Space Flyer Unit uydusunun güneş panellerinde kullanıldı.
Günümüzde ise NASA Jet İtki Laboratuvarı’ndaki mühendisler katlandığında çok az yer kaplayan güneş panellerinin geliştirilmesinde bu yöntemden yararlanıyor.
Origamide katlama şekilleri
Dışa doğru katlama
İçe doğru katlama
Kendi Miura katlamamızı yapalım!
Tek ihtiyacımız olan A4 boyutlarında bir kâğıt.
Uzun kenarının kısa kenarına oranı 7:5 olan farklı boyutlarda kâğıtlar da kullanabilirsiniz.
1. İlk olarak kâğıdın kısa kenarını beş eşit parçaya bölecek şekilde işaretleyelim.
2. Ardından kâğıdı kısa kenar üzerinde işaretlediğimiz noktaların hizasından bir içe, bir dışa doğru olacak şekilde katlayalım.
3. Elde ettiğimiz uzun şeridi yedi eşit parçaya bölecek şekilde işaretleyelim. Kâğıdı üçüncü bölümün hizasından eğimli bir şekilde içe doğru katlayalım. Daha sonra ikinci bölümün hizasından dışa, birinci bölümün hizasından içe doğru katlayalım.
4. Kâğıdın geri kalanını sırasıyla bir içe, bir dışa olacak şekilde katlayalım. Eğimli bir şekilde katlanan kâğıdın kenarları birbirine paralel olmalıdır.
5. Katladığımız kâğıdı tekrar açalım. Uzun kenar boyunca yedi satır oluştuğunu görebilirsiniz.
6. Satırların her birini sırasıyla bir içe, bir dışa doğru katlayalım. Miura katlamamızı tamamladık. Kâğıdın uçlarından tutarak katlamanızın kolayca açılıp kapandığını görebilirsiniz.
Siz de kolayca açılıp kapanabilen farklı katlama şekilleri oluşturmayı deneyebilir ve tasarımlarınızı Bilim Genç’teki profil alanınızda paylaşabilirsiniz.
