Знакомьтесь с «Билле» — первым в истории моностабильным тетраэдром, четырехгранником, неизменно приземляющимся на одну и ту же сторону вне зависимости от начальной ориентации. Этот объект стал долгожданным решением математического ребуса, мучившего инженеров и архитекторов почти 60 лет. «Билле» может оказать влияние на разработку автономных космических аппаратов будущего, предназначенных для исследований Луны и планет, пишет Phys.org.
Идея возникла еще в 1966 году, когда выдающийся британский математик Джон Хортон Конвей и его коллега Ричард Гай задались вопросом: получится ли построить тетраэдр из однородного материала с равномерным распределением веса, который каждый раз возвращался бы в одно и то же положение. Тогда ученые предполагали, что создание асимметричного моностабильного тетраэдра возможно, но подтвердить это в реальности не удавалось.
Проблема оставалась нерешенной вплоть до начала работ профессора Габора Домокоса из Будапештского технологического и экономического университета (BME). Применяя продвинутые вычислительные методы моделирования, ученый вместе с коллегами смог разработать концепцию идеального моностабильного тетраэдра. Выяснилось, что такая конструкция должна быть преимущественно полой внутри, при этом одна ее грань должна обладать плотностью, превышающей плотность остальных граней в тысячи раз.
При поддержке венгерской фирмы, специализирующейся на точной механике, команда построила первый физический прототип моностабильного тетраэдра — каркас из легких трубок углеродного волокна, дополненный стороной из высокоплотного карбид-вольфрамового сплава. Длина наибольшей грани достигает полуметра, общий вес — 120 грамм. Конструкция получила название Bille («Билле»), производное от венгерского глагола означающего «наклонять». Неважно, какая из сторон A, B, C или D служит стартовой точкой: объект неизменно останавливается именно на грани D.
Важность открытия заключается в возможности улучшения дизайна устройств для посадки на Луну. Использование подобной конструкции позволит избежать ситуаций, аналогичных неудачной посадке аппарата Athena («Афина») в рамках программы IM-2, когда роботизированный модуль потерял устойчивость, упав в кратер. Подробнее об этой истории рассказали в другом материале Hi-Tech Mail.
