اليابان تطلق أول قمر صناعي خشبي في العالم لمكافحة التلوث الفضائي | الأقمار الصناعية

ابتكر علماء يابانيون واحدة من أكثر المركبات الفضائية غرابة في العالم، وهي قمر صناعي صغير مصنوع من الخشب.

ال مسبار ليجنوسات تم بناؤه من خشب ماغنوليا، والذي وجد، في التجارب التي أجريت على محطة الفضاء الدولية (ISS)، أنه مستقر بشكل خاص ومقاوم للتشقق. ويجري الآن وضع اللمسات النهائية على الخطط لإطلاقه على صاروخ أمريكي هذا الصيف.

تم بناء القمر الصناعي الخشبي من قبل باحثين في جامعة كيوتو وشركة سوميتومو فورستري لقطع الأشجار من أجل اختبار فكرة استخدام مواد قابلة للتحلل مثل الخشب لمعرفة ما إذا كان يمكن أن تكون بمثابة بدائل صديقة للبيئة للمعادن التي تُصنع منها جميع الأقمار الصناعية حاليًا. .

“جميع الأقمار الصناعية التي تدخل الغلاف الجوي للأرض تحترق وتنتج جزيئات صغيرة من الألومينا، والتي سوف تطفو في الغلاف الجوي العلوي لسنوات عديدة.” تاكاو دويحذر مؤخرًا رائد فضاء ياباني ومهندس طيران بجامعة كيوتو. “في نهاية المطاف، سوف يؤثر ذلك على بيئة الأرض.”

ولمعالجة هذه المشكلة، أنشأ باحثون في كيوتو مشروعًا لتقييم أنواع الأخشاب لتحديد مدى قدرتها على تحمل قسوة الإطلاق الفضائي والرحلات الطويلة في مدار حول الأرض. تم إجراء الاختبارات الأولى في المختبرات التي أعادت خلق الظروف في الفضاء، وتبين أن عينات الخشب لم تتعرض لأي تغيرات قابلة للقياس في الكتلة أو علامات التحلل أو التلف.

وقال كوجي موراتا، رئيس المشروع: “لقد أذهلتنا قدرة الخشب على تحمل هذه الظروف”.

وبعد هذه الاختبارات، أُرسلت العينات إلى محطة الفضاء الدولية، حيث خضعت لتجارب التعرض لمدة عام تقريبًا قبل إعادتها إلى الأرض. مرة أخرى، لم تظهر عليهم سوى علامات قليلة من الضرر، وهي ظاهرة أرجعها موراتا إلى حقيقة أنه لا يوجد أكسجين في الفضاء يمكن أن يتسبب في احتراق الخشب، ولا توجد كائنات حية تسبب تعفنه.

تم اختبار عدة أنواع من الخشب، بما في ذلك خشب الكرز الياباني، حيث أثبت خشب أشجار الماغنوليا أنه الأقوى. وقال موراتا إن هذا تم استخدامه الآن لبناء القمر الصناعي الخشبي في كيوتو، والذي سيحتوي على عدد من التجارب التي ستحدد مدى جودة أداء المركبة الفضائية في المدار.

“من مهام القمر الصناعي قياس تشوه الهيكل الخشبي في الفضاء. فالخشب متين ومستقر في اتجاه واحد ولكنه قد يكون عرضة لتغيرات الأبعاد والتشقق في الاتجاه الآخر مراقب.

وأضاف موراتا أنه لا يزال يتعين اتخاذ قرار نهائي بشأن مركبة الإطلاق، مع تضييق الخيارات الآن إلى رحلة هذا الصيف على متن سفينة إمداد Orbital Sciences Cygnus إلى محطة الفضاء الدولية أو مهمة SpaceX Dragon مماثلة في وقت لاحق من العام. ومن المتوقع أن يعمل المسبار – وهو بحجم قدح القهوة – في الفضاء لمدة ستة أشهر على الأقل قبل السماح له بدخول الغلاف الجوي العلوي.

إذا كان أداء LignoSat جيدًا أثناء تشغيله في المدار، فيمكن فتح الباب لاستخدام الخشب كمواد بناء لمزيد من الأقمار الصناعية. تشير التقديرات إلى أنه من المرجح إطلاق أكثر من 2000 مركبة فضائية سنوياً في الأعوام المقبلة، كما أن الألومنيوم الذي من المرجح أن تترسبه هذه المركبات في الغلاف الجوي العلوي أثناء احتراقها عند عودتها إلى الغلاف الجوي قد يشكل قريباً مشاكل بيئية كبرى.

كشفت الأبحاث الحديثة التي أجراها علماء في جامعة كولومبيا البريطانية بكندا، أن الألومنيوم الناتج عن إعادة دخول الأقمار الصناعية يمكن أن يسبب استنفادًا خطيرًا لطبقة الأوزون التي تحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية للشمس ويمكن أن يؤثر أيضًا على كمية ضوء الشمس التي تنتقل عبر الغلاف الجوي وتصل إلى الأرض.

ومع ذلك، لا ينبغي أن يكون هذا مشكلة مع الأقمار الصناعية المبنية من الخشب، مثل LignoSat، والتي عندما تحترق أثناء عودتها إلى الغلاف الجوي بعد إكمال مهمتها، فإنها لن تنتج سوى رذاذ ناعم من الرماد القابل للتحلل.