Holzsatellit „überlebte“ 116 Tage und läutete eine neue Ära für Raumfahrzeuge ein

(Dan Tri) – Der Traum von einem nachhaltigen Weltraumzeitalter, in dem Raumfahrzeuge aus umweltfreundlichen Materialien hergestellt werden, wird allmählich Wirklichkeit.

Im Jahr 2024 wurde LignoSat als erster Holzsatellit ins All geschossen. Da sein Kommunikationssystem jedoch ausfiel, versuchen Wissenschaftler es nun mit LignoSat-2 erneut (Foto: ZME).

Ein Team japanischer Wissenschaftler schrieb Geschichte, als der weltweit erste Holzsatellit, LignoSat, nicht nur erfolgreich in die Umlaufbahn eintrat, sondern auch unglaubliche 116 Tage überstand.

Trotz anfänglicher Kommunikationsprobleme öffnete dieser Erfolg die Tür für LignoSat-2 und die Hoffnung auf eine Zukunft, in der Holz Aluminium in der Raumfahrtindustrie ersetzt.

Professor Takao Doi, ein ehemaliger Astronaut und die Hauptinspiration für das Projekt, träumte schon immer von Holzkonstruktionen im Weltraum, inspiriert von alten Tempeln in Kyoto, die seit mehr als einem Jahrtausend existieren.

„Wenn wir Holz im Weltraum verwenden können, können wir einen nachhaltigen Weltraum für immer entwickeln“, sagte er.

Die Idee eines „hölzernen Weltraumzeitalters“ gewann letztes Jahr mit dem Start von LignoSat, dem weltweit ersten Holzsatelliten, an Bedeutung. LignoSat wurde von Professor Doi, einem Wissenschaftlerteam der Universität Kyoto und dem Forstunternehmen Sumitomo Forestry entwickelt und ist ein kompakter CubeSat, der relativ kostengünstig und einfach herzustellen ist.

Das Hauptziel des Projekts ist die Reduzierung der Umweltauswirkungen des Raumfahrzeugs, da Holz ein nachwachsender Rohstoff ist und bei der Verbrennung nach dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre weniger Umweltverschmutzung verursacht.

LignoSat wurde von der japanischen Raumfahrtbehörde JAXA von der Internationalen Raumstation ISS aus gestartet und war 116 Tage lang im Orbit im Einsatz.

Obwohl LignoSat hinsichtlich des physischen Überlebens ein großer Erfolg war, hatte es mit einem bedauerlichen Problem zu kämpfen: Wissenschaftler in Kyoto konnten nach dem Start am 9. Dezember 2024 keinen Kontakt mehr zu ihm herstellen.

Damit blieben vier der fünf Hauptforschungsziele unerfüllt, darunter die Messung von Verformung, Temperatur, magnetischer Permeabilität und den Auswirkungen von Weltraumstrahlung auf Holz. „Leider haben wir keine der gewünschten Informationen erhalten“, räumte Professor Doi ein.

Eine erste Analyse deutet auf zwei mögliche Fehlerquellen hin: Entweder sind einer oder alle drei Schalter, die das System und die Satellitenantenne aktivieren, nicht eingeschaltet, oder das Computerprogramm wurde nicht ordnungsgemäß initialisiert.

Trotz des Ausfalls des Kommunikationssystems erzielte LignoSat dennoch zwei wichtige Erfolge.

Erstens bewies es, dass ein Satellit aus Holz im Orbit überleben kann, ohne auseinanderzufallen – ein Novum. Zweitens vereinfachte es das Sicherheitsprüfungsverfahren für Holzsatelliten bei der NASA und ebnete so den Weg für eine leichtere Zulassung nachfolgender Holzsatelliten.

LignoSat verwendet eine traditionelle Verbindungsmethode, die als Schwalbenschwanzverbindung bezeichnet wird (Foto: ZME).

Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen entwickeln Professor Doi und seine Kollegen LignoSat-2, dessen Start für 2028 geplant ist. LignoSat-2 wird doppelt so groß sein wie der erste LignoSat und über zwei Kommunikationssysteme verfügen (eines im Inneren der Struktur und eines auf der Oberfläche), um ein erneutes Auftreten des Kommunikationsausfalls auszuschließen.

Durch den Einbau der Antenne im Inneren des Satellitenkörpers würde auch der Luftwiderstand beim Umkreisen der Erde verringert.

Umweltfreundlich

Professor Doi hegt eine größere Vision: „Lasst uns eine Weltraumholzindustrie schaffen.“ Er stellt sich eine Zukunft vor, in der Holz Aluminium als primäres Material für Satelliten ersetzt.

Holz ist billiger, einfacher zu verarbeiten und leichter als herkömmliche Materialien für Raumfahrzeuge, wodurch die Raumfahrtentwicklung auch für Länder mit weniger Ressourcen zugänglicher wird.

Beim Wiedereintritt herkömmlicher Satelliten in die Atmosphäre verglühen diese und erzeugen winzige Aluminiumoxidpartikel, die die Ozonschicht zerstören, atmosphärische Prozesse stören und sogar das Erdmagnetfeld verändern können.

Im Gegensatz dazu entstehen bei der Verbrennung von Holz lediglich Kohlendioxid, biologisch abbaubare Asche und Wasserdampf, die wesentlich umweltfreundlichere Produkte darstellen.

Obwohl weitere Forschung nötig ist, lassen sich Holzzersetzungsprodukte leichter beurteilen, da sie die Hauptantriebskräfte atmosphärischer Prozesse darstellen.

Da derzeit jährlich einige hundert Objekte zur Erde zurückkehren, stellt die Alterung von Metallraumfahrzeugen kein gravierendes Umweltproblem dar. Angesichts des rasanten Wachstums der Raumfahrtindustrie ist die Suche nach umweltfreundlicheren Materialien jedoch dringend geboten.

LignoSat-2 wird sowohl externe als auch interne Antennen haben und doppelt so groß sein wie der erste LignoSat (Foto: ZME).

„Schon der Austausch eines kleinen Teils der Satellitenkomponenten durch Holz könnte die Umweltbelastung erheblich reduzieren“, sagte Jari Mäkinen, Mitbegründer von Arctic Astronautics (dem finnischen Unternehmen, das auch den Holzsatelliten WISA Woodsat entwickelt).

Natürlich stellt Holz auch Raumfahrzeugingenieure vor Herausforderungen. Als Naturmaterial kann es Unvollkommenheiten aufweisen und verhält sich nicht in alle Richtungen einheitlich.

Die Doktorandin Raphaela Günther von der Technischen Universität Dresden forscht an der Entwicklung von Raumfahrzeugmaterialien aus Holzfasern und Bindemitteln, die sich gleichmäßiger verhalten.

„Die Frage ist nicht, ob wir anfangen, nachhaltigere Materialien für Raumfahrzeuge zu verwenden“, betont Günther. „Ich denke, wir müssen es tun.“

Dank dieser vielversprechenden Fortschritte rückt der Traum von einer „grünen“ Zukunft im Weltraum immer näher an die Realität heran.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/ve-tinh-go-song-sot-116-ngay-mo-ra-ky-nguyen-moi-cho-tau-vu-tru-20250713221702141.htm