木制卫星是一个有趣的想法,但无法解决太空垃圾问题

2020-12-30 03:37:50

我们来到Ars时,偶然发现英国广播公司(BBC)的一个标题感到有些惊讶,这表明日本的大学与产业界的合作伙伴正在研发木制卫星。该计划没有听起来那么疯狂—木材是一种非凡的材料,由于其无处不在,因此在很大程度上未被重视。但是转向计划的大部分理由都完全超出了计划的范围。

至少要有计划。根据BBC和其他报道,这种合作关系是京都大学与一家名为Sumitomo Forestry的公司之间的合作。但是大学和公司都没有在其网站的英语版本上提供有关该项目的任何信息。 BBC的文章引用了京都大学现任教授Takao Doi的所有名言。据Doi称,这项合作有望在2023年之前制造木制卫星的飞行模型。

尽管木材看起来可能非常适合恶劣的太空环境,但如果您从木材的结构组成方面考虑木材的想法似乎不太疯狂,它是两种坚固的聚合物(纤维素和木质素的混合物)的混合物。木材的强度和耐久性在很大程度上取决于这些聚合物的比例以及与它们的混合物中还存在哪些聚合物。但是也可以对木材进行物理和化学处理以进一步改变其性能。在某些方面,一种木材的强度与铝一样强,并且具有一些有趣的附加属性。可以期望林业公司对如何加工木材有广泛的了解。

问题是,木材是否具有任何材料特性使其比其他替代材料更适合人造卫星。 《日经亚洲》指出,一个潜在的优势是,木材对于卫星用来通信的许多波长都是透明的,从而可能不需要外部天线。如果上述天线在卫星到达轨道后否则需要松开,则可以消除一个潜在的硬件故障源。

但是英国广播公司(BBC)和其他机构的报道都集中在太空垃圾上。这是一个真正的问题,因为低地球轨道上的大量已消失的卫星和随机碎片对我们希望保留在那里的功能性物体造成了危害。从科学天文台到国际空间站,一切都必须绕过一堆破烂来操纵。

不幸的是,出于许多原因,用木头制成的卫星外壳无法解决这个问题。首先,很多垃圾不是卫星前的;通常是助推器和其他硬件使它们首先进入轨道。外壳只是卫星材料的一小部分,因此变化不会影响很多其他垃圾,任何坚固到足以用作有效卫星外壳的木材,如果会影响轨道上的任何物体,将非常危险。速度。

大部分报道似乎都将木制卫星视为解决太空垃圾问题的有力武器,因为事实是木头在脱离轨道时会燃烧。但这正是太空垃圾,因为它不会脱离轨道。我们处理现有大量太空垃圾的所有计划都涉及寻找一种诱使其离开轨道的方法。伍德在这里不会有所作为。

在某些报道中,土井本人指出,木材可能对它有利的一点是,如果它失轨道并燃烧,它不会在大气中留下很多东西。 大多数其他硬件将蒸发成铝和各种其他金属的气体,可能会被氧化。 同样,铝制外壳也无法消除这些金属,因为其中许多金属来自将其固定到位的卫星部件和火箭。 而且,至少在可预见的将来,这种物质将不会以足够高的水平存在于大气中而变得有意义。 考虑到所有这些,现在完全不清楚木制卫星应该解决什么问题。 尽管如此,弄清楚如何处理木材以使其在这种情况下起作用的想法仍然是一个引人入胜的材料科学问题,并且可能有一些非常实际的应用。 因此,无论如何,希望该项目能够继续进行下去。