Mai multe proiecte pentru realizarea unui satelit din lemn sunt în prezent în desfășurare. Oamenii de știință consideră că acest material este la fel de viabil ca metalul, dar are și un avantaj important.
Ne-am obișnuit ca rachetele din aluminiu și oțel să brăzdeze cerul în drumul lor spre orbită, însă un cercetător din Japonia are altă viziune. Koji Murata, de la Universitatea din Kyoto, explorează noi materiale biologice care pot fi folosite în spațiu.
Totul a început când Murata s-a întrebat dacă pe Lună sau pe Marte s-ar putea construi o casă din lemn, așa că a decis să-și testeze teoria construind un satelit din lemn: LingoSat.
Potrivit unor cercetări recente ale Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice din SUA (NOAA), 10% din aerosolii atmosferici din stratosferă conțin particule metalice provenind de la aeronoave, inclusiv de la sateliți. Impactul pe termen lung al acestor fragmente nu este cunoscut, însă oamenii de știință sunt îngrijorați că acestea ar putea afecta stratul fragil de ozon, relatează CNN.
Sateliții din lemn ar fi mai buni pentru planetă, mai ales că oferă aceeași funcționalitate ca metalul, spune Murata: „La sfârșitul vieții lor, sateliții reintră în atmosferă. Diferența e că LingoSat va arde și eventual va deveni un gaz, în schimb cei din metal devin particule fine de metal".
Deși pare o idee năstrușnică, satelitul din lemn e un concept la care Murata și echipa lui lucrează de patru ani, iar în 2021 aceștia au trimis în spațiu eșantioane de lemn pentru a le testa rezistența în acele condiții. Aceștia colaborează acum cu agenția spațială japoneză (JAXA) și NASA pentru a lansa anul viitor satelitul din lemn.
Un satelit cu esență de magnolie, cireș și mesteacăn
Murata, șeful proiectului de la Universitatea din Kyoto, lemnul este o alegere bună pentru structurile spațiale. „Când utilizezi lemnul pe Pământ, ai probleme cu focul, dăunătorii și deformarea, dar în spațiu nu ai aceste probleme: în spațiu nu există oxigen, deci nu arde, și nicio creatură nu trăiește acolo, deci nu putrezește", spune el.
Rezistența pe greutatea lemnului este aceeași cu cea a aluminiului, iar asta îl face o alegere atractivă pentru construcțiile spațiale - testele făcute pe Stația Spațială Internațională au demonstrat că lemnul e remarcabil de rezistent în spațiu.
Pentru satelitul la care lucrează, Murata a ales trei tipuri de lemn: Mesteacanul lui Erman (mesteacănul de piatră - Betula ermanii), întâlnit în Asia de Est, cireșul japonez și magnolia obovata, specii native japoneze.
Deși lemnul de chiparos și de cedru este mai folosit în construcții, savanții niponi au ales materiale care ar putea rezista la prelucrări cât mai detaliate posibil, din cauza dimensiunii reduse a satelitului.
Trăgând linie, lemnul de magnolie este cel mai bun, întrucât celulele sale sunt mici și uniforme, ceea ce îl face mai ușor de prelucrat și mai puțin predispus să se crape sau să se rupă.
Cursa pentru sateliți din lemn
Omenirea a început să trimită sateliți în spațiu din anii '50, iar până în 2010 au avut loc până la 100 de lansări pe zi. În ultimele decenii, lansările comerciale au devenit tot mai accesibile, iar numărul plasărilor pe orbită a crescut mult, depășind 1.400 în 2021.
Cum numărul rachetelor trimise în spațiu este așteptat să crească, NOAA prognozează că în următoarele decenii jumătate din aerosolii atmosferici din stratosferă ar putea conține particule metalice.
Această situație a determinat și alte organizații să se orienteze spre folosirea lemnului în spațiu.
Arctic Astronautics, un startup finlandez, a creat WISA Woodsat, un satelit din lemn care ar fi trebuit lansat în 2021. Fondatorul companiei, Jari Mäkinen, dă vina pe complicațiile birocratice pentru amânarea lansării: „Satelitul e gata, piesele așteaptă să fie montate din nou laolaltă când va fi timpul", a explicat el pentru CNN, adăugând că atunci când firma va primi licența pentru operațiuni spațiale, satelitul va fi lansat cu o rachetă privată a companiei de lansări spațiale RocketLab.
Însă, cu toții pași înainte făcuți până acum, tot există necunoscute despre comportamentul lemnului în structurile spațiale, subliniază Tatsuhito Fujita, un inginer de la JAXA implicat în revizuirea proiectului LingoSat.
„Utilizarea resurselor naturale pentru echipamentele spațiale are sens din perspectiva obiectivelor de dezvoltare sustenabilă, dar întrucât lemnul nu a fost niciodată folosit la sateliți, nu putem spune deocamdată ce beneficii vom obține", explică el.
Un material prietenos
LingoSat se află în etapa finală de verificare a siguranței, iar lansarea este preconizată în vara lui 2024, într-o misiune comună JAXA - NASA. Cercetătorii japonezi vor monitoriza satelitul cel puțin șase luni pentru a vedea cum funcționează în condițiile din spațiu, precum schimbările extreme de temperatură.
„În experimentele noastre s-a confirmat că nu există o reducere mare a rezistenței între minus 150 și plus 150 de grade Celsius. Dar un satelit înconjoară Pământul și are aceste diferențe uriașe de temperatură în 90 de minute. Nu știm până la ce grad poate suporta satelitul acest ciclu intens și repetat de diferențe de temperatură, așa că trebuie investigat", a spus Murata.
Echipa va monitoriza și reacțiile materialului la undele radio și câmpurile magnetice, precum și modul în care stratul din lemn va proteja semiconductorii și cipurile.
Teoretic, lemnul ar trebui să fie un material mai ieftin de prelucrat, spune Murata, adăugând că încă lucrează la calcularea costurilor. El speră că satelitul LingoSat le poate arăta și altora posibilitățile pe care le oferă materialele cu impact redus asupra mediului.
"Este un material regenerabil, ecologic și prietenos pentru oameni. Cred că ar trebui folosit în dezvoltarea spațială, în special ca material de interior și pentru protecția contra radiațiilor, pentru sateliți mici și vehiculele spațiale cu echipaj", arată cercetătorul.
T.D.