ژاپن اولین ماهواره چوبی جهان را به فضا فرستاد. گامی جدید در فناوری های فضایی.

ژاپن با پرتاب اولین ماهواره چوبی جهان به نام LignoSat2 فصل جدیدی در تاریخ فناوری فضایی گشود. این ماهواره کوچک که به شکل مکعب طراحی شده است، با همکاری دانشگاه کیوتو و جنگلداری سومیتومو ساخته شده و در 4 نوامبر (14 نوامبر) توسط موشک فالکون 9 شرکت اسپیس ایکس از مرکز فضایی کندی در فلوریدا به فضا پرتاب شد. ایستگاه ISS) راه اندازی شد. با دی جی همراه باشید.

چرا استفاده از چوب در صنعت فضایی جذاب است؟

اگرچه در نگاه اول استفاده از چوب به عنوان ماده ای برای تجهیزات فضایی عجیب و غیرعادی به نظر می رسد، دانشمندان و محققان ژاپنی بر این باورند که چوب در محیط خاص و متفاوت فضای بیرونی می تواند عملکردی متفاوت و حتی بهتر از زمین داشته باشد. دلیل این مشکل را می توان در نبود عناصر مخرب مانند آب و اکسیژن در فضا جستجو کرد که بر خلاف روی زمین، جایی برای تجزیه یا احتراق باقی نمی گذارد.

در محیط زمینی رطوبت هوا باعث فرآیند تجزیه چوب می شود و این ماده نیز قابل اشتعال است اما این مشکلات در خلاء وجود ندارد. این ویژگی ها چوب را به گزینه ای بسیار مناسب و پایدار تبدیل کرده است که حتی می تواند جایگزین فلزاتی مانند آلومینیوم شود. آلومینیوم اگرچه به دلیل استحکام و سبکی به طور گسترده در صنایع هوافضا استفاده می شود، اما با ورود مجدد تجهیزات به جو زمین، ذرات اکسید آلومینیوم تولید می کند. این ذرات می توانند اثرات مخربی بر محیط زیست داشته باشند، در حالی که چوب به دلیل ماهیت طبیعی و تجزیه پذیری، گزینه ای سازگار با محیط زیست برای این نوع کاربردها است.

شروع پروژه LignoSat

به عنوان گامی نوآورانه در فناوری فضایی، پروژه LignoSat در سال 2020 توسط گروهی از دانشمندان ژاپنی آغاز شد. هدف اصلی این پروژه بررسی امکان استفاده از چوب در شرایط سخت و غیرعادی فضا بود. در سال 2022، تیمی از محققان دانشگاه کیوتو نمونه‌هایی از سه نوع چوب مختلف از جمله گیلاس، توس و ماگنولیا را به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستادند. این نمونه ها به مدت 240 روز در شرایط سخت و محیط سخت فضا قرار گرفتند. این شرایط شامل تشعشعات شدید کیهانی، عدم وجود جو، دمای بسیار بالا و پایین و خلاء است که چالش های منحصر به فردی را برای مواد مختلف ایجاد می کند.

نتایج به‌دست‌آمده از این آزمایش‌ها نشان داد که سه نوع چوب به خوبی در برابر این شرایط مقاومت می‌کنند و هیچ نشانه آشکاری از تغییر شکل یا کاهش عملکرد نشان نمی‌دهند. این نتیجه مطلوب محققان را به ادامه پروژه و استفاده عملی از چوب در طراحی ماهواره امیدوار کرد.

در نهایت، تیم تحقیقاتی تصمیم گرفت ماهواره LignoSat2 را با استفاده از چوب ماگنولیا، که در ژاپنی به عنوان hoonoki شناخته می شود، بسازد. انتخاب این نوع چوب به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آن بوده است. از چوب ماگنولیا به طور سنتی برای ساخت غلاف شمشیر سامورایی استفاده می شد و به دلیل استحکام بالا، پایداری و دوام قابل توجه، گزینه مناسبی برای مقابله با شرایط خاص فضا به حساب می آید.

طراحی و ماموریت ماهواره LignoSat2

ماهواره LignoSat2 با رویکردی نوآورانه و طراحی منحصر به فرد ساخته شده است. یکی از ویژگی های قابل توجه این ماهواره عدم وجود پیچ ​​و چسب در ساختار آن است که بیانگر رویکردی کاملاً جدید در طراحی ماهواره است. برای تامین برق، این ماهواره مجهز به پنل های خورشیدی خارجی است و تمامی اجزای آن در یک قاب محافظ آلومینیومی قرار گرفته اند. این ساختار خاص برای آزمایش عملی استفاده از مواد طبیعی مانند چوب در کنار فلزات رایج در صنعت فضایی طراحی شده است.

ماهواره LignoSat2 قرار است ماه آینده وارد مدار زمین شود و تقریباً شش ماه در محیط سخت فضا بماند. ماموریت اصلی این ماهواره بررسی ظرفیت و مقاومت چوب در برابر شرایط خاص فضایی است. از جمله این شرایط می توان به پرتوهای کیهانی، تغییرات شدید دما و خلاء اشاره کرد.

یکی از اهداف کلیدی این ماموریت ارزیابی عملکرد چوب در حفاظت از تراشه های الکترونیکی حساس در برابر تشعشعات مضر کیهانی است. این موضوع از اهمیت ویژه ای برخوردار است، زیرا مواد مورد استفاده در فضا باید بتوانند از تجهیزات حساس داخلی در برابر آسیب های ناشی از پرتوهای کیهانی محافظت کنند.

علاوه بر این، این ماهواره داده های مربوط به انبساط و انقباض چوب، تغییرات دمای داخلی و عملکرد قطعات الکترونیکی درون ماهواره را جمع آوری خواهد کرد. این اطلاعات می تواند نقش مهمی در توسعه فناوری استفاده از مواد طبیعی و تجدیدپذیر در ساخت تجهیزات فضایی داشته باشد. موفقیت این ماموریت می تواند آغازگر تحول بزرگی در صنعت فضایی و استفاده از مواد پایدارتر و سازگار با محیط زیست باشد.

چشم انداز آینده: استفاده پایدار از چوب در فناوری فضایی

محققان امیدوارند در صورت موفقیت LignoSat، امکان استفاده از چوب در ساخت ماهواره ها وجود داشته باشد. این نه تنها هزینه ها را کاهش می دهد، بلکه به حفظ محیط زیست نیز کمک می کند. ماهواره های چوبی می توانند در پایان عمر خود به سادگی در جو زمین بسوزند و در نتیجه زباله های فضایی تولید نکنند.

تاکائو دوی، فضانورد و محقق فعالیت های انسانی در فضا در دانشگاه کیوتو می گوید:

با استفاده از چوب، ماده ای که می توانیم خودمان تولید کنیم، قادر خواهیم بود برای همیشه در فضا بسازیم، زندگی کنیم و کار کنیم.

نتیجه گیری

ماهواره LignoSat2 نمادی از خلاقیت و نوآوری در علم و فناوری فضایی است. در صورت موفقیت‌آمیز بودن این پروژه، نه تنها افق‌های جدیدی در استفاده از مواد پایدار در فضا گشوده می‌شود، بلکه امکان توسعه زیرساخت‌های فضایی با هزینه کمتر و اثرات زیست‌محیطی کمتر نیز فراهم می‌شود. ژاپن با این دستاورد بار دیگر نشان داد که در خط مقدم پیشرفت های علمی و فناوری قرار دارد.