Japanische Wissenschaftler haben eines der ungewöhnlichsten Raumschiffe der Welt geschaffen – einen winzigen Satelliten aus Holz.
Die LignoSat-Sonde wurde aus Magnolienholz gebaut, das sich bei Experimenten auf der Internationalen Raumstation (ISS) als besonders stabil und rissbeständig erwiesen hat. Jetzt werden Pläne für den Start mit einer US-Rakete im Sommer fertiggestellt.
Der Holzsatellit wurde von Forschern der Universität Kyoto und dem Holzunternehmen Sumitomo Forestry gebaut, um die Idee der Verwendung biologisch abbaubarer Materialien wie Holz zu testen und herauszufinden, ob diese als umweltfreundliche Alternativen zu den Metallen dienen können, aus denen derzeit alle Satelliten gebaut werden .
„Alle Satelliten, die wieder in die Erdatmosphäre eintreten, verbrennen und erzeugen winzige Aluminiumoxidpartikel, die viele Jahre lang in der oberen Atmosphäre schweben“, warnte kürzlich Takao Doi, ein japanischer Astronaut und Luft- und Raumfahrtingenieur an der Universität Kyoto. „Letztendlich wird es Auswirkungen auf die Umwelt der Erde haben.“
Um das Problem anzugehen, haben Kyoto-Forscher ein Projekt zur Bewertung von Holzarten ins Leben gerufen, um festzustellen, wie gut sie den Strapazen von Weltraumstarts und langen Flügen im Orbit um die Erde standhalten. Die ersten Tests wurden in Laboren durchgeführt, die Bedingungen im Weltraum nachstellten, und es wurde festgestellt, dass Holzproben keine messbaren Massenveränderungen oder Anzeichen von Zersetzung oder Beschädigung aufwiesen.
„Die Fähigkeit von Wood, diesen Bedingungen standzuhalten, hat uns erstaunt“, sagte Koji Murata, Leiter des Projekts.
Nach diesen Tests wurden die Proben zur ISS geschickt, wo sie fast ein Jahr lang Expositionsversuchen unterzogen wurden, bevor sie zur Erde zurückgebracht wurden. Auch hier zeigten sie kaum Anzeichen von Schäden, ein Phänomen, das Murata darauf zurückführte, dass es im Weltraum keinen Sauerstoff gibt, der Holz zum Verbrennen bringen könnte, und keine Lebewesen, die es verrotten lassen könnten.
Es wurden mehrere Holzarten getestet, darunter japanische Kirsche, wobei sich Holz von Magnolienbäumen als das robusteste erwies. Dies sei nun für den Bau des Holzsatelliten von Kyoto verwendet worden, der eine Reihe von Experimenten beinhalten werde, die bestimmen sollen, wie gut sich das Raumschiff im Orbit verhält, sagte Murata.
„Eine der Aufgaben des Satelliten besteht darin, die Verformung der Holzkonstruktion im Weltraum zu messen. „Holz ist in einer Richtung haltbar und stabil, kann in der anderen Richtung jedoch anfällig für Dimensionsveränderungen und Risse sein“, sagte er Beobachter.
Murata fügte hinzu, dass eine endgültige Entscheidung über die Trägerrakete noch getroffen werden müsse, wobei die Auswahl nun auf einen Flug in diesem Sommer mit einem Cygnus-Versorgungsschiff von Orbital Sciences zur ISS oder eine ähnliche SpaceX Dragon-Mission etwas später im Jahr beschränkt sei. Es wird erwartet, dass die Sonde – die die Größe einer Kaffeetasse hat – mindestens sechs Monate im Weltraum operiert, bevor sie in die obere Atmosphäre gelangen darf.
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Wenn der LignoSat während seines Betriebs im Orbit eine gute Leistung erbringt, könnte die Tür für die Verwendung von Holz als Baumaterial für weitere Satelliten geöffnet werden. Es wird geschätzt, dass in den kommenden Jahren jährlich mehr als 2.000 Raumfahrzeuge gestartet werden, und das Aluminium, das sie beim Wiedereintritt in die obere Atmosphäre ablagern, wenn sie verglühen, könnte schon bald zu großen Umweltproblemen führen.
Jüngste Untersuchungen von Wissenschaftlern der University of British Columbia, Kanada, ergaben, dass Aluminium aus wiedereintretenden Satelliten zu einem schwerwiegenden Abbau der Ozonschicht führen kann, die die Erde vor der ultravioletten Strahlung der Sonne schützt, und dass sich auch die Menge des durchströmenden Sonnenlichts auswirken könnte durch die Atmosphäre und gelangt zum Boden.
Bei aus Holz gebauten Satelliten wie LignoSat sollte dies jedoch kein Problem sein, denn wenn er nach Abschluss seiner Mission beim Wiedereintritt in die Atmosphäre verglüht, erzeugt er nur einen feinen Sprühnebel biologisch abbaubarer Asche.