木匠对于太空旅行的未来可能与工程师一样重要,因为科学家们计划发射世界上第一颗木质卫星。

日本科学家在今年夏天计划发射一种新的卫星设计,将铝材替换为木材。

这颗名为Lignosat的卫星将由木兰木制成,大约与一只马克杯大小相当。

虽然听起来可能不怎么 futurist,但使用木材可能有助于太空行业减少有害污染。

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如果成功,这颗微型卫星可能使研究人员能够转向更环保的建筑材料。

Lignosat基本上是一个带有太阳能电池板的小木盒子,里面装有电子设备。

它将在轨道科学公司的Cygnus补给船或SpaceX的Dragon船上发射,时间可能在今年晚些时候。

进入轨道后,Lignosat将运行约六个月,然后允许在大气层中燃烧。

研究人员计划在卫星上进行一系列实验,以了解木材在恶劣太空条件下的表现如何。

在近地轨道上,卫星的温度范围从-85°F(-65°C)到+257°F(125°C),具体取决于其高度和太阳照射。

担心的是,卫星中的木质面板可能会在温度变化时变形或开裂。

然而,早期研究显示,在实验室中以类似太空条件保存的木材没有出现可测量的质量损失、腐朽迹象或损坏。

在这些结果的鼓舞下,研究人员将不同种类的木材样品送到国际空间站,在太空中保存了将近一年。

木材即使在经过极端温度两倍于卫星预定运行期的情况下,也几乎没有显示出腐朽的迹象。

该项目负责人村田浩二(Koji Murata)告诉说:'木材在承受这些条件方面的能力让我们感到惊讶。

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在审查国际空间站测试的结果后,科学家们决定最终使用木兰木制造卫星。

与经过测试的其他木材相比,如日本樱花树,木兰木被证明是制造卫星的理想材料。

京都大学在一份声明中写道,木兰木表现出'高可加工性、尺寸稳定性和总体强度'。

村田先生补充说:'卫星的任务之一是测量木质结构在太空中的变形。

'木材在一个方向上耐用和稳定,但在另一个方向上可能容易发生尺寸变化和开裂。

而除了比预期更坚固之外,木材实际上比金属还具有一些令人惊讶的优点。

木材不会阻挡电磁辐射,包括与轨道卫星通信所使用的无线电波。

这意味着木质卫星可以将所有天线和无线电设备放在内部,简化其设计并使其更加稳固。

然而,科学家们最感兴趣的优势是木材的环保特性。

据信,截至2021年9月,已有10590颗卫星进入轨道,其中约8800颗仍在运行。

根据估计,到2031年,每年将有约2500颗卫星发射,这个不断增长的太空杂乱物质将进一步加剧问题。

所有这些加起来,大约有11000吨的太空垃圾在我们头顶上高速运行。

虽然这本身就是一个问题,但当这些卫星离开轨道时,另一个问题出现了。

参与该项目的日本宇航员和京都大学工程师土井隆雄(Takao Doi)表示:'所有重新进入地球大气层的卫星都会燃烧并产生微小的氧化铝颗粒,这些颗粒将在上层大气中漂浮多年。

'最终,它将影响地球的环境,'土井先生告诉说。

英属哥伦比亚大学的研究发现,当卫星燃烧时,残留下来的铝严重破坏臭氧层。

臭氧层是包围地球的一层气体,能够阻挡来自太阳的有害辐射,限制到达地面的阳光量。

为了避免进一步破坏这个保护层,工程师们希望木质卫星能提供一种可持续的替代方案。

与产生有害颗粒不同,像Lignosat这样的木质卫星会在一阵烟雾中消失,只留下可生物降解的灰烬。