Drewno jako odpowiedź na rosnący problem śmieci kosmicznych
Największą barierą dla badań kosmicznych od zawsze były ograniczenia technologiczne. Dzięki rozwojowi nowych systemów, robotyki i sztucznej inteligencji postęp dziś jest bardzo szybki. Na tym tle szczególnie zaskakuje fakt, że Japonia właśnie wysłała na orbitę nowatorskiego satelitę w kształcie sześcianu, zbudowanego z drewna. Według twórców może on pomóc rozwiązać jedno z najpoważniejszych przyszłych wyzwań: gwałtowny wzrost aktywności człowieka w kosmosie i wynikający z tego problem śmieci kosmicznych.
Projekt jest efektem współpracy Uniwersytetu w Kioto z firmą Sumitomo Forestry. Celem jest znalezienie praktycznego sposobu na ograniczenie rosnącej ilości odpadów pozostających na orbicie po zakończeniu pracy satelitów i innych urządzeń.
Jak powstaje śmieć kosmiczny i dlaczego to problem
Liczba satelitów i maszyn wysyłanych w przestrzeń kosmiczną w ostatnich latach stale rośnie, a w nadchodzących dekadach ma się jeszcze zwielokrotnić. Prowadzi to do przeludnienia orbit, a po zakończeniu misji urządzenia zamieniają się w bezużyteczne obiekty krążące wokół Ziemi.
Standardowa procedura końca życia satelity polega na wprowadzeniu go ponownie w atmosferę, aby uległ spaleniu. Problem w tym, że większość z nich jest wykonana z aluminium. Podczas spalania przekształca się ono w drobny pył tlenku glinu, który może przez dziesięciolecia unosić się w przestrzeni wokół naszej planety, potencjalnie wpływając na środowisko kosmiczne.
LignoSat: drewniany satelita z Japonii
W tym miejscu pojawia się projekt LignoSat – satelita wykonany z drewna. Zastosowanie tego materiału ma rozwiązać zarówno problemy ekologiczne, jak i część kwestii związanych z utrzymaniem i wytrzymałością konstrukcji na orbicie.
Drewno w przestrzeni kosmicznej zachowuje się inaczej niż na Ziemi. W próżni, bez obecności tlenu, nie może się palić ani gnić. Jednocześnie w warunkach ekstremalnych zmian temperatur od około -120 °C do +120 °C, w których metale rozszerzają się i kurczą, drewno wykazuje wyjątkową stabilność i odporność.
Próby z różnymi gatunkami drewna
Naukowcy przeprowadzili szeroko zakrojone testy różnych gatunków drewna, wystawiając je na działanie warunków kosmicznych przez ponad rok. Po tym czasie próbki wróciły na Ziemię w nienaruszonym stanie. Na podstawie tych badań zdecydowano, że LignoSat zostanie zbudowany z drewna magnolii.
Magnolia została wybrana ze względu na bardzo dobrą stabilność wymiarową oraz łatwą obróbkę. Te cechy są kluczowe przy precyzyjnej konstrukcji satelity, który musi zachować kształt i wymiary mimo ekstremalnych warunków panujących na orbicie.
Korzyści środowiskowe drewnianych satelitów
Dla agencji kosmicznych coraz bardziej świadomych swojego wpływu na środowisko LignoSat może być przełomowym rozwiązaniem. Po zakończeniu okresu eksploatacji drewniany satelita może zostać sprowadzony do atmosfery dokładnie tak jak dotychczasowe konstrukcje metalowe. Różnica polega na tym, że drewno podczas spalania zamienia się głównie w parę wodną i minimalną ilość dwutlenku węgla.
Ta właściwość otwiera możliwość wysyłania tysięcy małych satelitów, np. meteorologicznych czy komunikacyjnych, bez obawy o tworzenie wokół Ziemi nieprzezroczystej lub toksycznej chmury pyłów. Drewniane konstrukcje pozwalają ograniczyć długotrwałe zanieczyszczenie przestrzeni kosmicznej, przy zachowaniu funkcjonalności potrzebnej do prowadzenia badań i usług satelitarnych.
