Экологически чистый зонд LignoSat, который отправится на орбиту этим летом, создан для борьбы с вредными алюминиевыми частицами. Японские ученые создали один из самых необычных космических аппаратов в мире — крошечный спутник, сделанный из древесины.
Зонд LignoSat был построен из древесины магнолии, которая в ходе экспериментов, проводимых на Международной космической станции (МКС), оказалась особенно стабильной и устойчивой к растрескиванию. Завершается разработка планов по его запуску на американской ракете этим летом.
Деревянный спутник был построен исследователями из Киотского университета и лесозаготовительной компании Sumitomo Forestry для того, чтобы проверить идею использования биоразлагаемых материалов, таких как древесина, в качестве экологически чистой альтернативы металлам, из которых в настоящее время строятся все спутники.
«Все спутники, входящие в атмосферу Земли, сгорают и создают крошечные частицы глинозема, которые будут плавать в верхних слоях атмосферы в течение многих лет», — предупредил недавно Такао Дои, японский астронавт и аэрокосмический инженер из Университета Киото. «В конце концов, это повлияет на экологию Земли».
Чтобы решить эту проблему, ученые из Киото организовали проект по оценке видов древесины, чтобы определить, насколько хорошо они выдерживают суровые условия космического запуска и длительного полета по орбите вокруг Земли. Первые испытания были проведены в лабораториях, воссоздающих условия космоса, и оказалось, что образцы древесины не претерпели никаких заметных изменений в массе или признаков разложения или повреждения.
«Способность древесины выдерживать такие условия поразила нас», — сказал Кодзи Мурата, руководитель проекта.
После этих испытаний образцы были отправлены на МКС, где они подвергались опытам на воздействие почти год, после чего были возвращены на Землю. И снова на них не было обнаружено никаких признаков повреждения. Мурата объяснил это тем, что в космосе нет кислорода, который мог бы вызвать горение древесины, и нет живых существ, которые могли бы вызвать ее гниение.
Было испытано несколько видов древесины, в том числе японская вишня, но самой прочной оказалась древесина деревьев магнолии. По словам Мураты, из этой древесины был создан деревянный спутник Киото, который будет содержать ряд экспериментов, определяющих, насколько хорошо космический аппарат будет работать на орбите.
«Одна из задач спутника — измерить деформацию деревянной конструкции в космосе. Дерево прочно и стабильно в одном направлении, но может быть склонно к изменению размеров и растрескиванию в другом направлении», — рассказал он Observer.
Мурата добавил, что окончательное решение о ракете-носителе еще не принято: выбор сузился до полета этим летом на корабле снабжения Orbital Sciences Cygnus к МКС или аналогичной миссии SpaceX Dragon чуть позже в этом году. Ожидается, что зонд размером с кофейную кружку будет работать в космосе не менее шести месяцев, прежде чем ему разрешат войти в верхние слои атмосферы.
Если LignoSat покажет хорошие результаты во время работы на орбите, то можно будет открыть дверь для использования дерева в качестве строительного материала для большего количества спутников. По оценкам специалистов, в ближайшие годы ежегодно будет запускаться более 2 000 космических аппаратов, и алюминий, который они будут выбрасывать в верхние слои атмосферы, сгорая при входе в атмосферу, может вскоре создать серьезные экологические проблемы.
Недавнее исследование, проведенное учеными из Университета Британской Колумбии (Канада), показало, что алюминий, образующийся при входе в атмосферу спутников, может привести к серьезному разрушению озонового слоя, защищающего Землю от ультрафиолетового излучения Солнца, а также повлиять на количество солнечного света, проходящего через атмосферу и достигающего земли.
Однако это не должно стать проблемой для спутников, построенных из дерева, таких как LignoSat, которые, сгорая при входе в атмосферу после завершения своей миссии, образуют лишь тонкий слой биоразлагаемого пепла.