Kos tkanine, ki se spremeni v rešilni pas, vedno vzbuja določeno nezaupanje, saj je njegova funkcija odvisna od nekaj tako preprostega, kot sta zrak in upor, ki ga ponuja med padanjem. Padala delujejo zahvaljujoč kupoli, ki se odpre in upočasni padanje, vendar se njihova logika zdi krhka: luknja lahko spremeni nadzorovano spuščanje v padec brez rešitve.
Vendar pa sam koncept temelji na ravnovesju med lahkotnostjo in napetostjo, med materialom, ki se napihne, in praznino, ki ga podpira. Ta dualnost je navdihnila raziskovalce po vsem svetu, da so pregledali tradicionalno zasnovo in prišli do predlogov, ki rušijo najosnovnejše sheme, celo tiste, ki določajo, da mora padalo ostati nepoškodovano.
Izum, ki krhkost spremeni v aerodinamično prednost
Prav ta ideja je skupino raziskovalcev iz Polytechnique Montréal v Kanadi in École Polytechnique v Franciji spodbudila k ustvarjanju modela, ki se med padanjem obnaša bolj stabilno. Kot je poročal članek, objavljen v reviji Nature, je ekipa izdelala padala, ki temeljijo na japonski umetnosti izrezovanja papirja, imenovani kirigami, in ugotovila, da strateški izrezi v plastični foliji omogočajo bolj ravno in predvidljivo spuščanje. Kot je pojasnil inženir David Mélançon, se ti padala „sama poravnajo ne glede na kot izstrelitve in vedno padajo navpično“.
Skupina je preizkusila različne vzorce, dokler ni našla najbolj stabilnega. Za to so izrezali diske iz Mylarja premera nekaj centimetrov in jih spustili s težo 4,5 grama z višine 1,8 metra. Oblike z koncentričnimi izrezi so se obnašale nepredvidljivo, model z preprostim vzorcem pa je med padanjem prevzel obliko obrnjene zvončice in se takoj stabiliziral. To obnašanje se je ohranilo tudi pri različnih velikostih, kar je potrdilo njegovo učinkovitost.
Od tega trenutka naprej so znanstveniki izvedli obsežnejše teste, najprej v vetrovnem tunelu, nato pa z droni. V enem od najzahtevnejših so iz višine 16,6 metra spustili padala različnih oblik, pri čemer so spreminjali kot izstopa. Rezultati so pokazali, da je vzorec kirigami omogočil skupinsko pristajanje v razponu enega metra od ciljne točke. Natančnost se je ohranila tudi pri ekstremnih naklonih.
Poskus se je zaključil z večjim preskusom. Raziskovalci so izdelali padalo s premerom pol metra, vanj položili plastenko vode kot tovor in ga spustili z drona iz višine 60 metrov. Hitrost spuščanja je bila približno 14 metrov na sekundo, v primerjavi s 34 metri, ki bi jih dosegla plastenka brez zavore. Struktura je stabilizirala težo in ohranila pot, kar je dokazalo njeno praktično učinkovitost.
Starodavna japonska tehnika navdihuje sodobno rešitev za prihodnje misije
Šele po preverjanju teh rezultatov so avtorji pojasnili tehnično podlago, iz katere je izšla ideja. Kirigami, ki je v Japonski dokumentiran že od 7. stoletja, je izrezovanje papirja, da se ustvarijo oblike, ki se razvijejo v treh dimenzijah. V zadnjih letih se je uporabljal za oblikovanje raztegljivih struktur, medicinskih pripomočkov in mehanizmov, ki se razvijejo v vesolju. Njegova uporaba pri padalih je bila neobičajna, vendar je izrezana geometrija omogočila preoblikovanje ravne plošče v površino, ki se odpre z zračnim tokom.
Mélançon sam je poudaril, da se postopek lahko izvede s preprosto stiskalnico, brez šivov ali vrvic. Padec je pritrjen na utež z eno samo vrvjo, kar olajša njegovo izdelavo in uporabo. Njegova nizka cena in preprostost zasnove ga naredita za uporabno možnost za prevoz humanitarne pomoči, hrane ali zdravil v težko dostopna območja.
Frédérick Gosselin, eden od avtorjev, je poudaril, da se obnašanje modela „ohrani enako tudi ob povečanju velikosti naprave”, kar nakazuje na njegovo možno uporabo v velikih projektih. Skupina namerava zareze prekriti z elastično membrano, da bi povečala zračni upor in zmanjšala hitrost padanja. Proučujejo tudi asimetrične vzorce, ki bi lahko usmerjali spust ali celo povzročili spiralne trajektorije.
Rezultat bi lahko spremenil način oblikovanja sistemov za spuščanje, tako na Zemlji kot v vesoljskih misijah. Če bo eksperiment napredoval, bi kos plastike, izrezan v določeno obliko, lahko nadomestil velike tkaninske kupole, ki so prevladovale v 20. stoletju. Zanimivo pri vsem tem je, da je padalo prvič postalo zanesljivejše prav zaradi lukenj, ki bi ga prej obsodile na neuspeh.
