Conceito de artista da Starshade 1 mostra o girassol gigante usado para adquirir imagens de planetas rochosos semelhantes à Terra em torno de estrelas próximas.
Conservar espaço para ir ao Espaço. Módulos compactos inspirados no origami já deram origem a uma ponte e a uma paragem de autocarro — mas também podem, por exemplo, ajudar a observar planetas semelhantes à Terra.
Construção rápida e eficaz em ambientes desafiantes. É essa a versatilidade que módulos inspirados em origami, a arte de dobrar papel, trazem à mesa espacial.
Sabendo das potencialidades da matemática por detrás da antiga prática japonesa, que remonta pelo menos ao século XVII, engenheiros e cientistas têm vindo a mostrar interesse nas técnicas de dobragem desde a década de 1970.
Os módulos de origami podem ser dobrados de forma compacta para fácil armazenamento e transporte, e depois expandidos em várias formas estruturais: trazem uma combinação de adaptabilidade e grandes capacidades de suporte de carga.
Uma leve coluna construída de acordo com as “regras” da arte de dobrar papel conseguiu suportar mais de duas toneladas de peso em novo estudo publicado na Nature Communications, conduzido por investigadores da Universidade de Michigan.
Liderados por Evgueni Filipov e pelo engenheiro mecânico Yi Zhu, os cientistas conseguiram criar estruturas como uma ponte pedonal, uma paragem de autocarro e uma coluna alta a partir de módulos compactos.
A incorporação da arte japonesa na engenharia não é nova, mas esta nova abordagem incorpora a espessura do material no processo de design de origami, ao contrário dos métodos tradicionais que muitas vezes começam com suposições de materiais finos como papel. A espessura uniforme de todos os componentes da construção é a chave para distribuir o peso igualmente pela estrutura, garantindo a sua estabilidade.
“Com a adaptabilidade e capacidade de suporte de carga, o nosso sistema pode construir estruturas que podem ser utilizadas na construção moderna,” diz em comunicado Evgueni Filipov, professor associado de engenharia civil e ambiental e de engenharia mecânica na Universidade de Michigan e autor correspondente do estudo.
“Quando as pessoas trabalham com conceitos de origami, geralmente começam com a ideia de modelos dobrados em papel, finos — assumindo que os seus materiais serão finos como papel,” diz. “No entanto, para construir estruturas comuns como pontes e paragens de autocarro usando origami, precisamos de ferramentas matemáticas que possam considerar diretamente a espessura durante o design inicial de origami.”
O sistema adapta-se a um grande leque de necessidades arquitetónicas, desde pontes a paredes e colunas. É posto à prova com a ajuda do Simulador de Origami Multi-Física de Trabalho Sequencial (SWOMPS) desenvolvido pela mesma universidade, que prevê, com precisão, o comportamento de sistemas de origami em grande escala.
A investigação é destinada, como prioridade, a responder a desastres naturais e à construção rápida de estruturas temporárias, mas os investigadores vão mais longe e sugerem que pode ter aplicações no Espaço.
O engenheiro aeroespacial e professor na Universidade de Stanford, Manan Arya, está a usar o origami para bloquear a luz das estrelas e conseguir uma melhor observação de planetas semelhantes à Terra.
“Quando estás a tentar procurar planetas semelhantes à Terra ao lado de estrelas semelhantes ao Sol, … a luz refletida dos planetas é cerca de 10 mil milhões de vezes mais fraca na luz da estrela,” disse Arya ao Global News em outubro de 2023.
Uma área chave onde o origami está a ter forte impacto é na otimização do espaço e peso em naves espaciais. Componentes desenhados com técnicas inspiradas no origami podem ser dobrados de forma compacta para o lançamento, conservando espaço precioso.
O dispositivo que Arya ajudou a construir na Caltech desdobra-se numa estrutura semelhante a um girassol e é compacto o suficiente para caber dentro de um foguete, mas expande-se ao tamanho de um campo de basebol no Espaço.
“Precisamos de origami para aplicações espaciais porque queremos lançar estruturas no Espaço que são simplesmente incrivelmente grandes,” explica.
O design do escudo solar do Telescópio Espacial James Webb da NASA, Starshade 1, beneficia do mesmo aproveitamento de espaço, e é uma das aplicações mais famosas do origami na engenharia espacial.
