ماهواره چوبی ۱۱۶ روز «زنده ماند» و عصر جدیدی را برای فضاپیماها آغاز کرد

(دن تری) - رویای یک عصر فضایی پایدار، که در آن فضاپیماها از مواد سازگار با محیط زیست ساخته می‌شوند، به تدریج در حال تبدیل شدن به واقعیت است.

در سال ۲۰۲۴، لیگنوسات اولین ماهواره چوبی بود که به فضا پرتاب شد. اما سیستم ارتباطی آن از کار افتاد، بنابراین دانشمندان دوباره با لیگنوسات-۲ تلاش می‌کنند (عکس: ZME).

تیمی از دانشمندان ژاپنی با ثبت اولین ماهواره چوبی جهان ، LignoSat، نه تنها با موفقیت وارد مدار شد، بلکه به طرز باورنکردنی ۱۱۶ روز را نیز پشت سر گذاشت و تاریخ‌ساز شد.

با وجود مشکلات ارتباطی، این موفقیت اولیه، درها را برای LignoSat-2 باز کرد و امیدهایی را برای آینده‌ای که در آن چوب جایگزین آلومینیوم در صنعت فضا شود، ایجاد کرد.

پروفسور تاکائو دوی، فضانورد سابق و الهام‌بخش اصلی این پروژه، همیشه رویای سازه‌های چوبی در فضا را در سر داشته است، سازه‌هایی که از معابد باستانی کیوتو که بیش از یک هزاره قدمت دارند، الهام گرفته شده‌اند.

او گفت: «اگر بتوانیم از چوب در فضا استفاده کنیم، می‌توانیم برای همیشه فضای پایدار ایجاد کنیم.»

ایده «عصر فضایی چوبی» سال گذشته با پرتاب LignoSat، اولین ماهواره چوبی جهان، مورد توجه قرار گرفت. LignoSat که توسط پروفسور دوی، تیمی از دانشمندان دانشگاه کیوتو و شرکت چوب‌بری Sumitomo Forestry توسعه یافته است، یک CubeSat جمع و جور است که نسبتاً ارزان و ساخت آن آسان است.

هدف اصلی این پروژه کاهش اثرات زیست‌محیطی فضاپیما است، زیرا چوب یک ماده تجدیدپذیر است و هنگام ورود مجدد به جو زمین، آلودگی کمتری ایجاد می‌کند.

لیگنوسات توسط آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن (JAXA) از ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) به فضا پرتاب شد و به مدت ۱۱۶ روز در مدار زمین فعالیت کرد.

اگرچه لیگنوسات از نظر بقای فیزیکی موفقیت بزرگی بود، اما از یک مشکل ناگوار رنج می‌برد: دانشمندان در کیوتو پس از پرتاب آن در 9 دسامبر 2024 نتوانستند با آن تماس بگیرند.

این امر باعث شد چهار مورد از پنج هدف اصلی تحقیق، از جمله اندازه‌گیری تغییر شکل، دما، نفوذپذیری مغناطیسی و اثرات تشعشعات فضایی بر چوب، محقق نشود. پروفسور دوی اذعان کرد: «متأسفانه، ما هیچ یک از اطلاعاتی را که می‌خواستیم بدانیم، به دست نیاوردیم.»

تحلیل‌های اولیه به دو نقص احتمالی اشاره دارند: ممکن است یک یا هر سه سوئیچی که سیستم و آنتن ماهواره را فعال می‌کنند، روشن نشده باشند، یا ممکن است برنامه کامپیوتری به درستی راه‌اندازی نشده باشد.

با وجود خرابی سیستم ارتباطی، لیگنوسات همچنان به دو دستاورد مهم دست یافت.

اولاً، این نشان داد که یک ماهواره چوبی می‌تواند بدون متلاشی شدن در مدار دوام بیاورد، که بی‌سابقه بود. ثانیاً، فرآیند بررسی ایمنی فضاپیماهای چوبی را با ناسا ساده‌تر کرد - و راه را برای صدور آسان‌تر مجوز برای ماهواره‌های چوبی بعدی هموار کرد.

لیگنوسات از یک روش اتصال سنتی به نام اتصالات دم چلچله‌ای استفاده می‌کند (عکس: ZME).

پروفسور دوی و همکارانش با تکیه بر درس‌های آموخته‌شده، در حال توسعه‌ی LignoSat-2 هستند که قرار است در سال ۲۰۲۸ پرتاب شود. LignoSat-2 دو برابر LignoSat اول خواهد بود و دارای دو سیستم ارتباطی (یکی درون سازه و دیگری روی سطح) است تا از تکرار شکست ارتباطی جلوگیری شود.

نصب آنتن درون بدنه ماهواره همچنین نیروی پسا (یا نیروی اصطکاک) را در حین چرخش آن به دور زمین کاهش می‌دهد.

سازگار با محیط زیست

پروفسور دوی آرزوی بزرگ‌تری را مطرح می‌کند: «بیایید یک صنعت چوب فضایی ایجاد کنیم.» او آینده‌ای را تصور می‌کند که در آن چوب جایگزین آلومینیوم به عنوان ماده اصلی ماهواره‌ها می‌شود.

چوب ارزان‌تر، آسان‌تر برای استفاده و سبک‌تر از مواد فضاپیمای معمولی است و توسعه فضایی را برای کشورهایی با منابع کمتر، قابل دسترس‌تر می‌کند.

وقتی ماهواره‌های معمولی دوباره وارد جو می‌شوند، می‌سوزند و ذرات ریز اکسید آلومینیوم ایجاد می‌کنند که می‌تواند لایه اوزون را از بین ببرد، فرآیندهای جوی را مختل کند و حتی میدان مغناطیسی زمین را تغییر دهد.

در مقابل، وقتی چوب می‌سوزد، فقط دی اکسید کربن، خاکستر زیست تخریب پذیر و بخار آب تولید می‌کند که محصولات بسیار سازگارتری با محیط زیست هستند.

اگرچه تحقیقات بیشتری مورد نیاز است، اما ارزیابی محصولات تجزیه چوب آسان‌تر است زیرا آنها محرک‌های اصلی فرآیندهای جوی هستند.

در حال حاضر، با بازگشت چند صد شیء ردیابی شده به زمین در هر سال، تخریب فضاپیماهای فلزی یک مسئله زیست‌محیطی عمده نیست. با این حال، با گسترش سریع صنعت فضایی، جستجو برای مواد سازگارتر با محیط زیست ضروری است.

LignoSat-2 دارای آنتن‌های خارجی و داخلی خواهد بود و دو برابر LignoSat اول اندازه خواهد داشت (عکس: ZME).

جاری ماکینن، یکی از بنیانگذاران Arctic Astronautics (شرکت فنلاندی که ماهواره چوبی WISA Woodsat را نیز توسعه می‌دهد) گفت: جایگزینی حتی بخش کوچکی از اجزای ماهواره با چوب می‌تواند آلودگی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد.

البته، چوب چالش‌هایی را نیز برای مهندسان فضاپیما ایجاد می‌کند. به عنوان یک ماده طبیعی، می‌تواند دارای نقص‌هایی باشد و در جهات مختلف رفتار یکنواختی ندارد.

تحقیقات رافائلا گونتر، دانشجوی دکترا در دانشگاه فنی درسدن، در حال تلاش برای ایجاد مواد فضاپیما از الیاف چوب و مواد پیوند دهنده‌ای است که رفتار پایدارتری دارند.

گونتر تأکید می‌کند: «سوال این نیست که آیا ما شروع به استفاده از مواد پایدارتر برای فضاپیماها می‌کنیم یا خیر. من فکر می‌کنم که ما باید این کار را انجام دهیم.»

با این پیشرفت‌های امیدوارکننده، رویای آینده‌ای «سبز» در فضا به واقعیت نزدیک‌تر می‌شود.

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