Kaj bi predlagani leseni satelit lahko (in ne bi mogel) doseči.
Zaradi nenavadnega satelitskega predloga, ki ga je konec leta 2020 pripravilo japonsko podjetje, so se številni vesoljski strokovnjaki praskali po glavi v letu 2021.
Predlog je izdala univerza Kjoto v sodelovanju z gozdarstvom Sumitomo na Japonskem, čeprav večina informacij o projektu prihaja iz BBC objava citiram astronavta Japonske agencije za raziskovanje vesolja (JAXA) in profesorja Univerze v Kjotu Takao Doija, ki je letel na krovu ameriškega vesoljskega shuttlea na misijah STS-87 in STS-123 na Mednarodno vesoljsko postajo. STS-123 dostavil in namestil JAXA's Kib? modul leta 2008.
Ideja je zasnova lesenega satelita, kot alternativa tradicionalnim gradbenim materialom. Čeprav se ta radovedna ideja zdi kot korak nazaj v sodobni vesoljski dobi, ima les dejansko veliko prednostnih lastnosti kot lahek, a vzdržljiv gradbeni material. Zamisel o 'WoodSat' kot odgovoru na vse večji problem vesoljskih odpadkov v nizki Zemljini orbiti pa je priti pod ogenj ko je zgodba zaokrožila v preteklem tednu.
Kaj bi (in ne) naslovil leseni satelit
Seveda leseni satelit ne bi obravnaval problema vesoljske odpadke v zemeljski orbiti ... ali vsaj ne na način, kot bi si mislili, ali na način, o katerem številne novice trenutno ponovno poročajo. Ameriški združeni vesoljski operacijski center Space-Track trenutno katalogizira več kot 47.000 objektov v nizki orbiti Zemlje, od aktivnih satelitov do zavrženih raketnih ojačevalcev, do drobnih drobcev, velikih do centimeter. Ocenjuje se, da na LEO obstaja na milijone manjših umetnih mikrometeoroidov, ti predmeti pa občasno 'peskajo' satelite in vesoljska plovila, vključno z Mednarodno vesoljsko postajo. A Študija 2020 kaže da o populaciji umetnih odpadkov v visoki orbiti Zemlje vemo še manj.
Težava je v tem, da vsa ta smeti v LEO še vedno švigne s približno 7,8 kilometra na sekundo, pa naj bo to kovina, plastika ali les ... in ta hitrost bo še vedno precej močna, ne glede na to, iz česa je sestavljen prehitri delec.
Mikrometeoroidni naplavin udari v okno kupole na krovu ISS. Kredit: NASA
Kaj pa obravnavanje ponovnega vstopa satelita in onesnaženja atmosfere? Sprva se zdi ideja o lesenem satelitu, ki bi ob ponovnem vstopu preprosto razpadel, dobra ideja ... navsezadnje sateliti vsebujejo veliko eksotičnih spojin in redkih zemeljskih kovin, kajne? Na žalost izdelava okvirja iz lesa (slab elektronski prevodnik in v bistvu ogljikova spojina) stvari v resnici ne bo spremenila, saj bo elektronika v notranjosti še vedno morala biti izdelana iz prevodnih spojin. Poleg tega je veliko problematičnih spojin, ki se vrnejo na Zemljo, strupenih (pomislite na hidrazinsko gorivo na neuspeli misiji Phobos-Grunt v letih 2011–2012) in zelo občasno radioaktivne in jedrske elektrarne. Radioaktivni ponovni vstopi so danes redkost, vendar so se zgodili v preteklosti, kot je lunarni modul, ki je obrnjen v reševalni čolnVodnarna Apollu 13 in ponovni vstop Kosmosa 954 nad kanadsko Arktiko leta 1978.
V povprečju na leto se zgodi na stotine ponovnih vstopov, a tudi če so bilivseiz lesa, to je še vedno malo v primerjavi s 15.000 ton naravnega kozmogenega materiala, ki vsako leto udari na Zemljo.
Ali obstaja kakšna praktična uporaba »WoodSat?« Tukaj je eden od možnih plusov lesenega satelita: les je večinoma prozoren za radijske valove, kar pomeni, da bi lahko večino svojih komunikacijskih in raziskovalnih anten obdržali v notranjosti: nič več razvijanja obsežnih instrumentov po dosegu orbite. Pravzaprav je 'neuspeh pri razporeditvi', ko je orbita dosežena, marsikateremu satelitu obsojena ... in to ne bi bil problem z WoodSat.
Večina lesa vsebuje tudi spremenljivo količino vlage, ki bi hitro izhlapela v vakuumu prostora in za seboj pustila porozne vrzeli. Izbrani les bi moral imeti tudi nizko toplotno razteznost, saj bi bil izpostavljen visokim temperaturnim nihanjem. Zaenkrat je podjetje navedlo, da je natančna sestava lesa, ki bi ga Sumitomo Forestry uporabila za tak satelit, lastniška, čeprav Takao Doi citira izvedeno študijo na izpostavljenem delu Kiba? Laboratorij na Mednarodni vesoljski postaji, ki preučuje elastičnost različnih vrst lesa, ko so izpostavljeni vesolju.
Ena polovica omejevalnika udarne glave iz balsa lesa Ranger. Kredit: NASA
Ali je kdaj obstajal a satelit, ki vključuje večinoma les prej? Da: zgodnje misije NASA Ranger na Luno v šestdesetih letih prejšnjega stoletja so dejansko vključevale kroglo 'impactor limiter' iz balsa lesa, ki je bila namenjena preživetju strmoglavljenja na lunini površini. Na žalost je večina teh zgodnjih Rangerjev padla kmalu po izstrelitvi ali pa je popolnoma zgrešila Luno ... ena lesena udarna glava na krovu Ranger 4 je morda ostala nepoškodovana blizu kraterja Ioffe na lunini stranski strani, a če je, ni nikoli poklicala domov.
Še vedno na lunini površini? Vesoljsko plovilo Ranger 4 na Zemlji tik pred inkapsulacijo, z vidnim omejevalnikom udarne glave iz balsa lesa (kroglica tik pod nosnim stožcem). Zasluge: NASA
Druga zanimiva ideja je izdelava toplotnega ščita za ponovni vstop iz lesa. Kitajska je to funkcijo dejansko vključila z uporabo lesenih impregniranih toplotnih ščitov iz belega hrasta Fanhui Shei Weixing izvidniških satelitov v zasnovi, ki naj bi delovala precej dobro.
Kdaj bi lahko 'WoodSat odšel v vesolje? No, zaenkrat Takao Doi in ekipa razmišljata o uvedbi začetnega dizajna v prihodnjih letih, z lansiranjem morda do leta 2023. Zasnova, ki jo vidimo v enem modelu, ki ga je izdal Sumitomo Forestry, izgleda, kot da temelji na standardnem 6U cubesatu.
Za zdaj ostaja 'Woodsat' zanimiva možnost, čeprav je bolj izvedljiva rešitev vprašanja vesoljske odpadke vključitev funkcij odstranjevanja, kot so vlečna jadra, kot standardna oprema, ki omogoča, da sateliti ponovno vstopijo kmalu po izteku njihove življenjske dobe v orbiti.
Zasluga glavne slike: lesena maketa satelita. Gozdarstvo Sumitomo.
