CNN
—

Hliníkové rakety a oceľové mrakodrapy; Elegantné, vysokorýchlostné raketoplány a sklenené fasády: takto sa „budúcnosť“ predstavovala už desaťročia.

Takto si to však Koji Murata nepredstavuje. Murata, výskumník z Kyoto University v Japonsku, skúmal, ako možno biologické materiály využiť vo vesmíre.

Murata uvažoval, či by „mohol postaviť drevený dom na Mesiaci alebo Marse“ a rozhodol sa teóriu otestovať – vytvorením Drevený satelit.

Nedávno Výskum Národného úradu pre oceán a atmosféru NOAA zistila, že 10 % aerosólov v stratosfére obsahuje kovové častice z kozmických lodí vrátane satelitov. Dlhodobý vplyv týchto kovových úlomkov nie je známy, no vedci sa obávajú, že by mohli poškodiť krehkú ozónovú vrstvu Zeme.

Murata hovorí, že drevené satelity by boli pre planétu lepšie, pričom by stále poskytovali rovnakú funkčnosť ako ich kovové náprotivky.

„Na konci svojho života sa satelity opäť dostanú do atmosféry. Rozdiel je v tom, že drevo v LingoSat zhorí a nakoniec sa zmení na plyn, zatiaľ čo kovy sa namiesto toho stanú jemnými časticami,“ hovorí Murata.

Nie je to len sen: Murata a jeho tím pracovali na projekte štyri roky a v roku 2021 poslali drevené vzorky do vesmíru, aby otestovali odolnosť materiálu voči vesmírnym podmienkam.

Teraz sú V spolupráci s Japonskou leteckou agentúrou (JAXA) a NASA začiatkom budúceho roka vyšle prototyp satelitu s názvom LingoSat na obežnú dráhu.

Magnólia, čerešňa a breza

Pre Muratu, ktorý vedie projekt vesmírneho dreva na Kjótskej univerzite, je drevo jasnou voľbou pre vesmírne štruktúry.

„Keď používate drevo na Zemi, máte problémy s horením, hnilobou a deformáciou, ale vo vesmíre tieto problémy nemáte: vo vesmíre nie je kyslík, takže nehorí a nežijú tu žiadne organizmy. v ňom, aby nezhnilo,“ hovorí.

Murata dodáva, že pevnosť dreva v pomere k jeho hmotnosti je rovnaká ako pevnosť hliníka, čo z neho tiež robí presvedčivú voľbu pre vesmírnu konštrukciu, a testy tímu uskutočnené na Medzinárodnej vesmírnej stanici zistili, že drevo má pozoruhodnú flexibilitu vo vesmíre.

Pre satelit Murata testoval tri druhy dreva: Ermannovu brezu, čo je breza Vo východnej Ázii sa bežne vyskytuje – japonská čerešňa a Magnolia obovata – druh pochádzajúci z Japonska. Zatiaľ čo cyprus a céder sú najbežnejšími druhmi dreva v stavebníctve, tím „vybral materiály, ktoré vydržia čo najväčšie množstvo detailnej práce“, pretože satelity sú malé, hovorí Murata.

Nakoniec zvíťazilo drevo magnólie, pretože jeho bunky sú malé a majú jednotnú veľkosť, vďaka čomu sa drevo ľahšie opracúva a je menej pravdepodobné, že sa rozštiepi alebo zlomí. On hovorí.

Ľudia vypúšťali satelity na obežnú dráhu od 50. rokov 20. storočia, pričom až do roku 2010 každoročne vypúšťalo až 100 kozmických lodí. V poslednom desaťročí sa však komerčné štarty stali dostupnejšími a tento počet sa zvýšil Neustále sa zvyšuje, Prekročil 1 400 nových satelitov V roku 2021. Vzhľadom na to, že počet rakiet vyslaných do vesmíru bude pravdepodobne narastať, výskum NOAA predpovedá, že v najbližších desaťročiach by až polovica aerosólov v stratosfére mohla obsahovať kovové častice z kozmických lodí.

Iné organizácie tiež hľadajú využitie dreva vo vesmíre.

Fínsky startup Arctic Astronautics navrhol WISA Woodsat, drevený satelit, ktorý mal byť vypustený do vesmíru v roku 2021. Zakladateľ spoločnosti Jari Mäkinen však tvrdí, že štart bol odložený kvôli byrokratickým prekážkam.

„Satelit je pripravený a čaká, až príde čas,“ povedal Makinen CNN v e-maile a dodal, že keď spoločnosť dostane licenciu na vesmírne operácie, satelit bude vypustený pomocou súkromnej služby RocketLab na zdieľanie rakiet.

Na Khalifa University v Spojených arabských emirátoch. palubný inžinier Yerjan Abdel Samad Grafén je považovaný za potenciálny materiál pre vesmírne objekty.

Samad skúma „nano drevo“ – drevo s nízkou hustotou zmiešané s grafénom na zlepšenie jeho pevnosti. Samad súhlasí s Muratom, že drevo ako obnoviteľný materiál s nízkou hustotou má potenciál nielen na stavbu satelitov, ale aj na budovanie budúcich vesmírnych štruktúr.

„V oblasti vesmírneho poľnohospodárstva prebieha mnoho prebiehajúcich výskumov (projektov), ​​hovorí Samad. „Ak máme drevo vypestované vo vesmíre, môžeme ho použiť na výrobu vo vesmíre.“

O dreve vo vesmírnych štruktúrach je však stále veľa neznámych, hovorí Tatsuhito Fujita, inžinier z Japan Aerospace Exploration Agency, ktorý sa podieľal na preskúmaní projektu Lingosat.

„Používanie prírodných zdrojov pre vesmírny hardvér[má zmysel]z hľadiska cieľov trvalo udržateľného rozvoja, ale keďže drevo sa nikdy nepoužívalo v satelitoch, nemôžeme povedať, aký prínos môžeme v tejto chvíli získať,“ hovorí Fujita.

Pre Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) a program J-Cube, iniciatívu na vypustenie satelitov, je prioritou bezpečnosť – a LingoSat prešiel počiatočným hodnotením bez akýchkoľvek kritických obáv, hovorí Fujita. „JAXA tiež dúfa, že získa konštrukčné materiály, ktoré sú ľahšie, pevnejšie a menej pravdepodobné, že budú vytvárať úlomky, a na dosiahnutie tohto cieľa vykonáva výskum.“

LingoSat je v záverečnej fáze kontroly bezpečnosti Očakáva sa, že bude spustený v rámci spoločnej misie medzi Japonskou agentúrou pre výskum vesmíru (JAXA) a NASA v lete 2024.. Murata hovorí, že budú satelit monitorovať najmenej šesť mesiacov, aby zistili, ako funguje vo vesmírnych podmienkach – ako sú extrémne zmeny teploty vo vesmíre.

Výskumníci budú satelit monitorovať najmenej šesť mesiacov, keď bude obiehať okolo Zeme, ako ukazuje táto prezentácia. Kredit: Kjótska univerzita

„Nedošlo k žiadnemu významnému poklesu pevnosti od -150 do 150 ° C (-238 až 302 ° F) a potvrdili sme to v našich experimentoch, “ hovorí Murata. „Satelit však obieha okolo Zeme a vytvára tieto obrovské teplotné rozdiely v priebehu 90 minút. Nevieme, do akej miery môže satelit vydržať tento intenzívny a opakovaný cyklus teplotných rozdielov, takže to treba preskúmať.“

Tím bude tiež sledovať jeho reakcie na rádiové vlny a magnetické polia a ako drevená dyha chráni polovodiče a čip satelitu.

Teoreticky by drevo malo byť lacnejším materiálom na výrobu, aj keď ako nová technológia Murata hovorí, že stále pracujú na nákladoch.

Doteraz sa na vesmírne misie a objekty použilo len málo materiálu, hovorí Murata. Dúfa, že jeho výskum a výskum LingoSat môže ukázať možnosti iných materiálov s nízkym dopadom.

„Je to obnoviteľný materiál, ktorý je šetrný k životnému prostrediu a priateľský k ľuďom,“ hovorí Murata. „Verím, že drevo môže byť použité vo vesmírnom vývoji, najmä ako vnútorný materiál a materiál na ochranu proti žiareniu, pre malé satelity a kozmické lode s ľudskou posádkou.“