日本研發木質人造衛星 開創外太空裝備及設施理想材料

林奕榮 |2023.06.08
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科學家證實木材可用來製造人造衛星,且在柔韌性、強度和輕量化方面都優於金屬。圖/取自sohjusha網站

【記者林奕榮綜合外電報導】人造衛星通常是由金屬盒子及內部的電子元件組成,這項裝置發明迄今幾乎全以這種方式製造,但日本的科學家已完成測試,證實木材也可用來製造人造衛星,且在柔韌性、強度和輕量化方面都優於金屬。

人造衛星常見的問題是在故障或使用壽命結束時,會重新進入大氣層並因與空氣高速磨擦而燒毀,但這個過程會釋放出氧化鋁顆粒等有害物質,且金屬外殼未必能完全燃燒,這些殘骸症導致太空垃圾問題日益嚴重。

日本科學家試圖緩解這項問題,嘗試以不同材料打造人造衛星;日本京都大學(Kyoto University)與住友林業(Sumitomo Forestry)合作啟動「LignoSat」計畫,在國際太空站(ISS)測試不同木材在真空中的狀況。

經過將近一年的測試,這些木材被送回地球,研究人員也分別進行檢測,最終證實即使在外太空環境,木材也保有良好的韌性,不會出現明顯明顯變形、剝落或表面損傷;此外,這些木材的質量也沒有出現變化,代表這種材料能長期保護衛星內部的零件。

研究團隊把不同木材送上太空測試。圖/取自sohjusha網站

在這些受測的養本中,研究團隊發現最適合用來製造人造衛星外殼的樹種是木蘭屬(magnolia)的樹種,原因是因為這種木材較柔韌,更容易加工、且整體強度足夠。

研究團隊指出,以木材取代金屬的好處是更環保,且製作過程更簡便、成本更低;更重要的是,木質人造衛星報廢時,在重返大氣層期間能完全燃燒,即使還有一些木頭碎片倖存,也能在地球上完全分解,不會變成太空垃圾。

這項測試結果讓研究團隊非常振奮,日本宇宙航空研究開発機構(JAXA)準備與美國國家航空暨太空總署(NASA)合作,在在2024發射木質人造衛星。

研究人員表示,在宇宙中使用木材的意義重大,尤其是在外太空殖民領域。當人類的生存基地延伸到外太空時,勢必需要建構基礎設施,木材則是能夠在外太空種植並使用的材料。京都大學的科學家表示:「木材是再生資源,如果能在外太空使用,將是非常理想的解決方案。」

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