Mechanika, jako dojrzała dziedzina nauki, rzadko przynosi przełomowe odkrycia. Jednak kilka lat temu zespół inżynierów z Harvardu opracował strukturę totimorficzną, która może zrewolucjonizować budowę megastruktur, takich jak lustra teleskopów czy kosmiczne habitata. Najnowsze badania zespołu ESA wskazują, że te elastyczne i reconfigurowalne struktury mają ogromny potencjał zastosowań.

Struktura totimorficzna opiera się na trójkątnych modułach składających się z belki, dźwigni i dwóch sprężyn elastomerowych. Dzięki odpowiedniej konfiguracji sprężyny mogą utrzymać dźwignię w dowolnym położeniu neutralnym, bez potrzeby stosowania sił zewnętrznych. Kluczową cechą jest możliwość tworzenia stabilnych form w 2D i 3D, co czyni ją idealnym rozwiązaniem dla projektów wymagających elastyczności i stabilności.

Zespół ESA opracował metody symulacji tych struktur, koncentrując się na dwóch głównych zastosowaniach: budowie regulowanych ogniskowych luster teleskopów oraz habitatach w kształcie kopuł. Oba przypadki wykorzystują analogową naturę totimorficzności, która pozwala na płynne przejścia między różnymi konfiguracjami bez skokowych zmian pozycji.

Praktyczna realizacja takich struktur wiąże się jednak z wyzwaniami. Moduły muszą spełniać określone zasady konstrukcji, w tym stałą długość belki i dźwigni oraz specyficzne punkty łączeń. Optymalizacja ich właściwości wymagała zaawansowanych skryptów Pythona, które rozwiązują problemy związane z konfiguracją.

Choć obecne wyniki symulacji są obiecujące, wdrożenie tej technologii w rzeczywistych warunkach wymaga jeszcze pracy. Badacze sugerują, że sztuczna inteligencja może odegrać kluczową rolę w analizie właściwości tych struktur, podobnie jak w modelowaniu fałdowania białek. Jeśli uda się skonstruować funkcjonalne lustro o zmiennej ogniskowej lub stabilny habitat kosmiczny, będzie to przełom w inżynierii kosmicznej. Przyszłość kosmicznych konstrukcji wydaje się być bardziej elastyczna niż kiedykolwiek wcześniej.

Źródło: Universe Today