Naukowcy z Uniwersytetu w Kioto w Japonii z kolegami z firmy Sumitomo Forestry opracowują pierwszego na świecie drewnianego satelitę. Ma to być odpowiedź na rosnący problem kosmicznych śmieci. Misja demonstracyjna ma się rozpocząć w 2023 roku.
Projekt ma na celu sprawdzenie koncepcji wykorzystania drewna do budowy satelitów. W komunikacie prasowym poinformowano, że prace rozpoczną się od eksperymentów mających na celu przetestowanie różnych rodzajów drewna w ekstremalnych warunkach.
Obecnie do budowy satelitów wykorzystuje się aluminium i jego stopy oraz kevlar. Materiały te są w stanie wytrzymać zarówno ekstremalne temperatury, jak i ciągłe bombardowanie promieniowaniem kosmicznym. Wszystko to oczywiście w próżni.
Niestety, te same cechy pozwalają również satelitom pozostawać na orbicie długo po zakończeniu ich misji, co powoduje ciągły wzrost kosmicznych śmieci krążących wokół planety. Według Światowego Forum Ekonomicznego obecnie wokół Ziemi krąży około 6000 satelitów, ale tylko 60 proc. z nich jest nadal w użyciu. Ale przemysł kosmiczny przyspiesza, dlatego należy spodziewać się, że w nadchodzących latach znacznie wzrośnie ilość satelitów wystrzeliwanych każdego roku w kosmos.
Kosmiczne śmieci są rosnącym problemem, z którym prędzej czy późnej trzeba będzie się uporać. Stanowią poważne zagrożenie dla innych satelitów, a także dla załogowych misji kosmicznych, wszakże pędzą one z zawrotną prędkością. Taka kolizja mogłaby wygenerować setki odłamków, które tylko pogorszyłyby problem.
Złych wiadomości jest więcej. Podczas wejścia satelity w ziemską atmosferę, powierzchnie zewnętrzne są narażone na ekstremalne temperatury. Mniejsze obiekty zwykle topią się i ostatecznie odparowują. Ale aluminium użyte do budowy pozostaje w górnych warstwach atmosfery przez lata. To mało zbadany temat. Nie wiemy do końca, jaki będzie to miało wpływ, ale potencjalnie stwarza kolejny problem środowiskowy, zwłaszcza, że ilość satelitów będzie szybko rosła. Dlatego naukowcy chcą zastąpić używane obecnie materiały drewnem.
- Jesteśmy bardzo zaniepokojeni faktem, że wszystkie satelity, które ponownie wchodzą w ziemską atmosferę, palą się i tworzą maleńkie cząsteczki tlenku glinu, które będą unosić się w górnych warstwach atmosfery przez wiele lat. W końcu wpłynie to na środowisko na Ziemi – powiedział Takao Doi z Uniwersytetu w Kioto. W tym kontekście drewniane satelity mogłyby stać się bardziej przyjaznym środowisku sposobem eksploracji kosmosu.
Drewno nie jest powszechnie wykorzystywanym materiałem w przemyśle kosmicznym, choć nie byłby to pierwszy raz, kiedy drewno zostało wyniesione w kosmos. W realizowanym w latach 60. programie Ranger NASA wysyłała w kierunku Księżyca bezzałogowe sondy, w których konstrukcji skorzystano z drewna ogorzałki wełnistej zwanej potocznie balsą. Także Chiny eksperymentowały z drewnianymi elementami w swoich satelitach. Uczeni z Państwa Środka korzystali z białego dębu. Jednak budowa pojazdu kosmicznego zbudowanego z drewna niesie ze sobą spore wyzwania.
Materia organiczna zawiera sporą ilość wody. W próżni ta woda wyciekałaby i parowała, co mogłoby mieć wpływ na konstrukcję, zwłaszcza w miejscach mocowań śrub czy wsporników. Nawet jeśli ten proces trwałby wiele tygodni lub miesięcy, integralność statku kosmicznego mogłaby zostać zagrożona. Wszystko jednak zależy od tego, jak naukowcy planują „przygotować” drewno do kosmicznych podróży.
W komunikacie Uniwersytet w Kioto oraz Sumitomo Forestry można przeczytać, że naukowcy chcą na początku przetestować wytrzymałość różnych rodzajów drewna na ekstremalne zmiany temperatury. Jednak nie podano żadnych szczegółowych informacji na temat projektu. Nie wiemy jak mają wyglądać zapowiadane eksperymenty.
Zamknięcie sondy w drewnianej powłoce może przynieść pewne korzyści. W przeciwieństwie do metalu drewno nie blokuje fal elektromagnetycznych wykorzystywanych przez satelity do komunikacji. Jeśli tak, naukowcy mogą schować antenę i inne elementy wyposażenia wewnątrz zewnętrznej, drewnianej konstrukcji.
Drewniany satelita jest przedstawiany jako potencjalne rozwiązanie problemu śmieci kosmicznych. Ale tak naprawdę nie ma znaczenia, z czego zbudowany jest satelita. Jeśli orbituje wokół Ziemi, zawsze może stać się kosmicznym śmieciem. Konstruowanie satelitów z drewna zamiast aluminium tego nie zmieni. Trzeba też zauważyć, że drewniana obudowa satelity powinna spłonąć podczas wejścia w atmosferę i nie zostawić po sobie śladu, ale co ze zbudowanymi z różnych materiałów częściami wewnątrz konstrukcji?
Naukowcy planują poszukać odpowiednich kandydatów na „kosmiczne drewno”, a następnie przeprowadzić serię eksperymentów, aby sprawdzić, czy można je poddać odpowiedniej obróbce, co umożliwiłoby przetrwanie konstrukcji w srogich warunkach przestrzeni kosmicznej. Przewidują, że do 2023 roku będą mieli produkt gotowy do testów.
Źródło: Popular Mechanics, fot. Sumitomo Forestry
