2024-11-23
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近日,據(jù)英國(guó)《衛(wèi)報(bào)》報(bào)道,日本科學(xué)家創(chuàng)造出一顆由木材制成的微小衛(wèi)星LignoSat,該衛(wèi)星僅有咖啡杯大小,預(yù)計(jì)今年夏天搭載一顆美國(guó)火箭發(fā)射,將在太空中運(yùn)行至少6個(gè)月,以測(cè)量木結(jié)構(gòu)在太空中的變形。一旦木制衛(wèi)星成功,將可減少衛(wèi)星失效后墜入大氣產(chǎn)生的污染。
截至2023年9月,約有10590顆衛(wèi)星圍繞地球運(yùn)行,其中約8800顆仍在運(yùn)行。據(jù)估計(jì),未來(lái)幾年每年仍將發(fā)射超過(guò)2000個(gè)航天器。
日本宇航員、京都大學(xué)航天工程師Takao Doi表示:“所有(失效后)重新進(jìn)入地球大氣層的衛(wèi)星都會(huì)燃燒并產(chǎn)生微小的氧化鋁顆粒,將在高層大氣中漂浮多年,最終影響地球環(huán)境?!?
根據(jù)美國(guó)國(guó)家海洋和大氣管理局的數(shù)據(jù),平流層中約10%的氣溶膠顆粒來(lái)自火箭和衛(wèi)星碎片。
有研究表明,返回大氣層的衛(wèi)星殘骸產(chǎn)生的鋁可能會(huì)導(dǎo)致保護(hù)地球的臭氧層嚴(yán)重消耗,還可能影響到達(dá)地面的陽(yáng)光量。
為了解決這個(gè)問(wèn)題,京都大學(xué)和住友林業(yè)公司的研究人員聯(lián)合設(shè)立了該項(xiàng)目,目的是測(cè)試能否用生物可降解材料制造衛(wèi)星,替代目前使用的金屬。
他們挑選了三種不同類(lèi)型木材——樺樹(shù)、日本櫻木和木蘭木進(jìn)行評(píng)估,以確定它們?cè)诙啻蟪潭壬夏軌虺惺芑鸺l(fā)射和太空飛行的嚴(yán)酷考驗(yàn)。第一次測(cè)試在模擬太空條件的實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行,發(fā)現(xiàn)木材樣本的質(zhì)量沒(méi)有可測(cè)量的變化,也沒(méi)有分解或損壞的跡象。
項(xiàng)目負(fù)責(zé)人Koji Murata說(shuō):“木材承受這些條件的能力讓我們大吃一驚。”
之后,樣本被送往國(guó)際空間站,在那里進(jìn)行了290多天的暴露測(cè)試。最終確定木蘭木是最堅(jiān)固的,其可加工性、尺寸穩(wěn)定性和整體強(qiáng)度都表現(xiàn)最好,是制造衛(wèi)星的最佳材料。
科研人員表示,木材的優(yōu)異表現(xiàn)出人意料,可能是由于太空中沒(méi)有氧氣會(huì)導(dǎo)致木材燃燒,也沒(méi)有生物會(huì)導(dǎo)致木材腐爛。
據(jù)悉,木制衛(wèi)星的優(yōu)勢(shì)是完成任務(wù)后重新進(jìn)入大氣層時(shí),只會(huì)產(chǎn)生一股可生物降解的灰燼,不會(huì)釋放有害物質(zhì)或碎片。并且,由于電磁波能夠穿透木材,天線(xiàn)等部件可以固定在衛(wèi)星體內(nèi),而不是伸出衛(wèi)星體外,從而簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)。
日本宇宙航空研究開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)工程師Tatsuhito Fujita表示,雖然木制太空硬件很有環(huán)保意義,但由于這是首次嘗試,目前還無(wú)法判斷具體效果,仍有很多未知之處。