科技 日本研制太空纸飞机能承受7倍音速230度高温

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http://www.sina.com.cn 2008年03月28日 07:39 新浪科技


日本折纸学会会长户田拓夫制作的航天飞机外形纸飞机



日本东京大学二月初测试的纸飞机模型



纸飞机模型长7厘米、宽5厘米

　　新浪科技讯 北京时间3月28日消息，据国外媒体报道，日本科学家和折纸术大师希望从太空抛出纸飞机，从纸飞机缓慢下落、最终返回地球的行程中吸取可供航天发射参考的重要经验，为未来的航空航天技术提供宝贵的数据。

　　能经受7倍于音速和230摄氏度高温考验

　　千万不要以为这是开玩笑。一个纸飞机模型本月已经通过风洞耐久试验，日本宇航机构在26日决定用它进行可行性研究，一位著名宇航员也颇有兴趣参与其中。据领导这项研究的日本东京大学航空航天工程学教授铃木真二介绍，纸飞机的太空飞行若大获成功，那么会对返回舱设计及用于高层大气探索的太空探测器设计产生深远影响。铃木教授称，当他十年前第一次与专家讨论向太空发射纸飞机的想法时，曾遭受广泛质疑。根据他的设想，太空纸飞机将按日本古老的折纸艺术的传统方法制作。

　　铃木教授说：“这听起来似乎是个近乎疯狂、不切实际的想法。但是，我在经过仔细琢磨之后，逐渐意识到这与荒谬二字毫不相干，如果能以极为缓慢的速度降落，那么纸飞机就能经受住各种考验。”今年二月初在东京郊外的测试中，长7厘米、宽5厘米的纸飞机模型能经受住7马赫(即7倍于音速)的速度和极超音速风洞中446华氏度(合230度摄氏)高温条件的考验，这两种条件近似于纸飞机在进入地球大气层时面临的状况。

　　据铃木教授研究团队成员今村修(音译)介绍，在12秒的测试中，纸飞机模型未出现任何重大损毁，或燃烧，从理论上讲，它能安全返回地面，因为从外太空返回地球大气层也要穿过几层空间，每一层持续时间仅几秒钟。日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)26日同意用其去实施一项为期三年的可行性研究，并承诺每年提供30万美元的经费。

　　面临诸多严峻挑战

　　眼下，太空纸飞机计划面临着几个严峻挑战：无法跟踪纸飞机，或预测纸飞机何时着陆，以及在哪儿着陆。这些挑战有可能让铃木研究团队的努力付之东流，最终功败垂成。批评者称，这一点令风洞测试变得毫无意义。日本大学航空工程师宫崎康之(音译)说，根据纸飞机进入地球大气层时的角度，它们根本没有可能返回地面。宫崎没有参与铃木教授的这项研究。

　　铃木教授则反驳，有关科学的诸多事情“必须在不断尝试中吸取经验。”日本折纸学会会长户田拓夫(音译)从美宇航局1977年发射其第一艘航天飞机那一天起，三十多年来一直怀有发射外形像航天飞机的纸飞机的想法，这种所谓的飞行器没有发动机和热屏蔽，可用于在地球大气层中实施测试飞行。他花了18个月的时间去分析如何用一张白纸折叠一个完美无缺的折纸飞行器——无需剪，无需缝，无需捆，他在此过程中测试了数百种设计。

　　户田说：“当时我想，我也许能有一天让它从太空飞回地面。但是没人把我的想法当回事，他们说纸飞机一进入大气层就会化为灰烬。”户田和铃木教授于10年前初次结识，当时铃木教授和一些科学家参加了一个特殊的实验：户田将一个长6.6英尺的巨型纸飞机从山顶发射下来。这次试验取得了成功，给铃木教授留下了深刻印象，户田不失时机地透露了他长期追寻的梦想。

　　不管户田为此付出多少心血，他从无一句怨言，干什么都心甘情愿。那时，户田得不到外界的任何经济支持，研究用纸是东京折纸学会捐助的，用到设备的时候，户田就来到铃木教授所在的东京大学。

　　有望消除摩擦障碍

　　这一计划激发了日本科学界的好奇心。日本大学航空工程师宫崎说：“你也许认为这是痴心妄想，完全不可能的事情，但是作为科学家我们对这一想法产生了浓厚兴趣。我认为这是一次伟大的尝试。无论结果会如何，纸飞机的太空飞行都能向我们揭示很多谜团。事实上，纸制航天飞机在实验室测试中经受住了恶劣环境的严酷考验，这将为未来航空航天技术提供宝贵的数据。”

　　户田和铃木教授用甘蔗纤维制成的折纸来制作太空纸飞机。甘蔗纤维具有抗热、抗风和抗水等特性。他们先在纸的表面喷上一种特殊涂层，接着折成长约8英寸、宽约4英寸、重约1.05盎司的飞机。户田和铃木教授二人尚未决定要放飞多少个纸飞机。按照他们的构想，太空纸飞机表面具有特殊的涂层，圆边，圆头锥，几乎没有重量，因此不存在热产生的摩擦问题，而这种摩擦往往对重返地球大气层的飞行器造成最大损坏。

　　有助于新探测器研发

　　铃木教授说，如果日本宇宙航空研究开发机构的可行性研究取得成功，日本宇航员若田光一将会带着几个纸制飞机进入国际空间站。若田光一个人已表达了对这一项目的兴趣。国际空间站在距地面250英里的高空，以20马赫的速度飞行。宫崎说，纸飞机太空之旅的数据将被用于开发研究高层大气的新一代轻型太空探测器。

　　铃木教授表示，研究结果也许还有助于设计同实物大小的新型航天飞机，这种航天飞机能缓慢地返回地球大气层，减少摩擦和散热。户田和铃木用多种语言在纸飞机上写下和平留言，以及要求发现它们的人立刻通知研究小组的留言。铃木说：“想象一下，世界各地的孩子们都翘首以盼，期待着我们折纸飞机早日返回，也许他们会时不时地仰望天空。这将是多么有趣的一番情景啊。”(杨孝文)