Dit gebeurt er als je een origami-zweefvliegtuig lanceert vanaf het ISS

Het internationale ruimtestation https://en.wikipedia.org/wiki/International_Space_Station (ISS) draait in een baan om de aarde op een hoogte van ongeveer 250 mijl en reist met een snelheid van ongeveer 17.500 mijl per uur. Het bevindt zich in een lage baan om de aarde en cirkelt ongeveer elke 90 minuten rond de planeet. Maar wat zou er gebeuren als je daarvandaan een papieren vliegtuigje lanceert? Wetenschappers Maximilien Berthet en Kojiro Suzuki van de Universiteit van Tokio gingen op zoek naar een antwoord - maar niet door een daadwerkelijke lancering, maar door gedetailleerde simulaties en hypersonische windtunnel-experimenten. Hun bevindingen werden op 3 juli 2025 gepubliceerd in het tijdschrift Acta Astronautica.

Naast vluchtstabiliteit en hittebestendigheid onderzocht het onderzoek ook potentiële toepassingen in ruimtemissies, zoals biologisch afbreekbare remzeilen of instrumenten voor atmosferisch onderzoek. Centraal in het onderzoek stond een gekoppelde baan-hoogte-aerodynamicasimulator, die het volledige vluchtpad van lancering tot terugkeer in de dampkring modelleerde. De simulatie hield rekening met de zwaartekracht van de aarde, luchtweerstand, rotatiedynamica en warmteontwikkeling tijdens de afdaling.

Om de simulatie te controleren, testte het team een verkleind model (1:3) met een papieren neus en aluminium staart in een hypersonische windtunnel bij Mach 7, waar temperaturen tot 650 Kelvin (ongeveer 801°F) werden bereikt. Uit de simulatie bleek dat het papieren vliegtuigje aanvankelijk stabiel bleef en met de snelheid van het ISS van ongeveer 17.500 mph vloog. Het tuimelen begon pas rond 75 mijl boven de aarde. Op dat moment vertoonden de neus- en vleugelranden tekenen van verkoling, maar waren niet volledig vernietigd. Het uiteinde van de neus boog merkbaar - maar kreeg gedeeltelijk zijn vorm terug. Het vliegtuig bereikte echter nooit de grond, omdat het tussen 56 en 68 mijl opbrandde door de intense hitte bij de terugkeer. Wat misschien een ludiek experiment lijkt, heeft in feite inzichten aan het licht gebracht die toekomstige ruimtemissies ten goede kunnen komen.

Duurzame ideeën voor de ruimtevaart

De auteurs zien ultralichte origami-structuren van papier als een duurzaam alternatief voor traditionele materialen zoals Mylar of Kapton. Biologisch afbreekbare remzeilen voor kleine satellieten of lichtgewicht experimenten voor het meten van de luchtdichtheid in de bovenste atmosfeer zouden levensvatbaar kunnen worden. Deze op papier gebaseerde apparaten zouden ook kunnen dienen als goedkope dragers voor dunne-filmtechnologieën of als boeiende educatieve hulpmiddelen. Hoewel papier niet gemaakt is van pure cellulose - het bevat ook minerale vulstoffen zoals kaolien, die meegerekend moeten worden in de impact op het milieu - blijft het onderliggende concept overtuigend: er kunnen eenvoudige, stabiele structuren gebouwd worden die bestand zijn tegen een terugkeer in de dampkring, althans voor een beperkte tijd.