English
Zanieczyszczenia przestrzeni kosmicznej na niskiej orbicie okołoziemskiej, których liczba wzrasta o 5 proc. rocznie, stanowią coraz większy problem. Tematem zainteresowali się japońscy naukowcy z Uniwersytetu w Kioto, którym udało się znaleźć rozwiązanie. Stworzyli pierwszego satelitę wykonanego z drewna, którego planują wysłać w kosmos jeszcze tego lata.
LignoSat – pierwszy satelita wykonany z materiałów biodegradowalnych
Pierwszy drewniany satelita – LignoSat – powstał przy współpracy naukowców z Uniwersytetu w Kioto oraz pracowników firmy Sumitomo Forestry. Zbudowany został głównie z drewna magnolii, które podczas rocznych testów przeprowadzonych na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej ISS wykazywało największą stabilność, a także odporność na pękanie. W testach próbom poddawane były także inne rodzaje drewna, takie jak brzoza Ermana oraz wiśnia japońska. Jednak drewno magnolii szerokolistnej wyróżniało się najlepszymi parametrami, w tym głównie wytrzymałością. Dlatego to właśnie z niego powstał satelita o wymiarach porównywalnych do wielkości kubka do kawy. W jego wnętrzu umieszczona jest antena, a zewnętrzny korpus pokryty został panelami słonecznymi.
Jeśli zbudowany z drewna LignoSat przetrwa swoją podróż w kosmos, przyczyni się nie tylko do rozwiązania problemu, jakim są zanieczyszczenia przestrzeni kosmicznej, ale także pozwoli znacząco obniżyć koszty budowy podobnych urządzeń. Stosowane dotychczas aluminium jest bowiem zarówno mniej przyjazne dla środowiska, jak i znacznie droższe.
Drewniane satelity jako rozwiązanie problemu zanieczyszczenia przestrzeni kosmicznej
Badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej w Kanadzie wykazały, że aluminium z powracających na orbitę ziemską satelitów może potencjalnie przyczynić się do poważnego osłabienia warstwy ozonowej. Dodatkowo może również wpłynąć na ograniczenie ilości światła słonecznego, które przenika przez atmosferę i dociera do powierzchni Ziemi. Powstające w ten sposób w przestrzeni kosmicznej zanieczyszczenia oddziałują na poszczególne elementy naszego klimatu. Zwłaszcza jeżeli weźmiemy pod uwagę to, że na najbliższe lata zaplanowano wystrzelenie około 2 tys. tego typu satelitów. Jeśli wejdą one ponownie w atmosferę ziemską, spalają się i tworzą maleńkie cząsteczki tlenku glinu, które będą unosić się w górnych warstwach atmosfery przez wiele lat – ostrzegał niedawno Takao Doi, japoński astronauta i inżynier lotniczy z Uniwersytetu w Kioto.
Rozwiązaniem problemu zanieczyszczenia przestrzeni kosmicznej mogą stać się właśnie drewniane satelity, które podczas spalania po ponownym wejściu do atmosfery nie będą wytwarzać szkodliwych substancji, a jedynie niewielką ilość biodegradowalnego popiołu. Dlatego też badacze z Kioto w ostatnich latach pracowali nad projektem, w ramach którego próbowali ocenić, czy drewno jest w stanie przetrwać wystrzelenie w przestrzeń kosmiczną oraz lot po orbicie okołoziemskiej.
Wyniki ich badań były zdumiewające. Okazało się bowiem, że drewno jest odporne na czynniki panujące w tych ekstremalnych warunkach – jego masa się nie zmieniła, a po sprowadzeniu na Ziemię wykazywało jedynie niewielkie uszkodzenia. Koji Murata, kierownik projektu, uważa, że jest to zasługa braku tlenu oraz nieobecności w kosmosie żywych stworzeń, które mogłyby się przyczyniać do degradacji materiału. Odkrycie to jest prawdziwym przełomem. Drewniane satelity mogą mieć bowiem tę samą funkcjonalność, co ich metalowe odpowiedniki, jednocześnie będąc bardziej przyjaznymi dla naszej planety i jej otoczenia. Dzięki ich wykorzystaniu eksploracja przestrzeni kosmicznej nie będzie przyczyniać się do powstawania kolejnych śmieci.
Kiedy pierwszy drewniany satelita poleci w kosmos?
Choć wciąż nie ma ostatecznej decyzji w sprawie wyboru rakiety nośnej, pierwsza misja kosmiczna drewnianej satelity ma odbyć się jeszcze tego lata. Zostanie przeprowadzona prawdopodobnie z wykorzystaniem statku zaopatrzeniowego Orbital Sciences Cygnus na ISS. Jeśli ten plan się nie powiedzie, alternatywnym rozwiązaniem jest ulokowanie jej w przestrzeni kosmicznej nieco później, podczas podobnej misji SpaceX Dragon.
Japoński LignoSat zostanie wysłany w kosmos po to, aby przetestować, jak satelita z drewna radzi sobie na orbicie okołoziemskiej. Jedną z jego misji będzie umożliwienie pomiaru deformacji drewnianej konstrukcji w tej przestrzeni. Drewniany satelita spędzi na orbicie co najmniej 6 miesięcy. Następnie wejdzie w górne warstwy atmosfery, w których ulegnie zniszczeniu, pozostawiając po sobie jedynie niewielką smugę bezpiecznego dla atmosfery popiołu.
Z misją nanosatelity LignoSat wiązane są spore nadzieje. W sytuacji, gdy sprawdzi się na orbicie, jego budowa okaże się otwarciem nowej ery statków kosmicznych, które będą konstruowane z drewna nieprzyczyniającego się do zanieczyszczenia przestrzeni międzyplanetarnej.
Zdj. główne: Kyoto University
