Устойчивые спутники из дерева могут стать ответом на космический мусор

Apr 22, 2023

Создайте бесплатный профиль, чтобы получить неограниченный доступ к эксклюзивным видео, лотереям и многому другому!

Это не шутка.

В документальном фильме 2016 года «Борьба за космос», который сейчас транслируется на канале Peacock, группа экспертов, включая Билла Ная, Мичио Каку и астронавта «Аполлона» Джима Ловелла, обсуждает проблемы дальнейшего освоения космоса. Среди них — растущая угроза космического мусора, затуманивающего пространство вокруг нашей планеты. НАСА отслеживает десятки тысяч фрагментов космического мусора, и это только тот материал, который достаточно велик, чтобы их можно было увидеть. Теперь исследователи Киотского университета под руководством доктора Кодзи Мураты планируют построить целый спутник из дерева в качестве испытательного стенда для более устойчивых космических кораблей.

Исторически сложилось так, что при строительстве наших спутников и космических кораблей мы полагались на более прочные материалы, в основном на металл. В этом решении есть очевидная логика: космос суров, и нам нужны были материалы, способные справиться с этой задачей. Мысль о строительстве деревянных кораблей и запуске их в космос кажется почти смехотворной, но хрупкость дерева делает его хорошим материалом.

Наша проблема с космическим мусором заключается именно в том, что мы создали целую кучу машин, которые не сломаются, даже когда мы с ними покончим. Они кружатся там, наверху, врезаясь друг в друга, распадаясь на все более густонаселенное облако высокоскоростных пуль. Выбор материалов, которые будут легче разрушаться, становится все более разумным.

СВЯЗАННЫЙ: Можете ли вы построить спутник из… дерева?

Древесина является устойчивым и возобновляемым материалом, и при возвращении в атмосферу она будет легче сгорать, не создавая при этом каких-либо вредных или опасных побочных продуктов. Единственный вопрос заключается в том, существует ли порода дерева, достаточно прочная, чтобы проработать в космосе достаточно долго и принести пользу.

«Разложение древесины на низкой околоземной орбите может в конечном итоге помочь уменьшить космический мусор, во многом аналогично проблеме пластика на суше, почве и воде океанов на Земле. Даже если древесина не сгорает после повторного входа в атмосферу, она возможно, что он будет разлагаться в долгосрочной перспективе и газифицироваться под воздействием ультрафиолетовых лучей, космического излучения и атомарного кислорода», — сказал Мурата SYFY WIRE.

Команда Мураты начала в лаборатории, подвергая различные породы древесины воздействию широкого спектра условий, моделируя то, что они испытают в космосе. Они поместили древесину в вакуум и подвергли воздействию температуры от -150 до 150 градусов Цельсия (от -238 до 302 градусов по Фаренгейту). Их образцы древесины выдержали наказание практически без ухудшения. Это был хороший первый старт; единственное место, куда можно было пойти, — это космос.

Команда отправила подборку образцов древесины на Международную космическую станцию, где они были помещены снаружи, в космический вакуум, на срок 10 месяцев. За это время образцы испытали резкие перепады температуры, воздействие космических лучей и солнечной радиации, а также взаимодействие с верхними слоями атмосферы Земли.

«Учитывая, что атомарный кислород занимает большую часть атмосферы на низкой околоземной орбите и обладает высокой реакционной способностью, мы ожидали, что он окажет воздействие на поверхность обнаженной древесины, которая является органическим материалом, вызывая ее газификацию и исчезновение», — Мурата сказал.

Образцы были извлечены из космоса астронавтом Коичи Вакатой и помещены в коммерческую миссию по снабжению SpaceX CRS-26 для возвращения на Землю. Вернувшись на землю, исследователи подтвердили, что образцы не подверглись разложению или повреждению поверхности.

Теперь, когда мы знаем, что древесина может справиться с условиями низкой околоземной орбиты, ученые продвигаются вперед с созданием экспериментального деревянного спутника. Запуск корабля, получившего название LignoSat, запланирован на 2024 год в рамках совместной миссии НАСА и Японского космического агентства JAXA. Хотя существенных различий в характеристиках каждого типа древесины не было, команда остановилась на магнолии в качестве материала, сославшись на ее обрабатываемость, стабильность и прочность.

«Поскольку древесина прозрачна для электромагнитных волн, возможные миссии будут включать наблюдение за геомагнетизмом и контроль ориентации с помощью встроенных датчиков, а также радиоволновую связь с использованием встроенных антенн», — сказал Мурата.