Tischler könnten für die Zukunft der Raumfahrt genauso wichtig sein wie Ingenieure, während sich Wissenschaftler auf den Start des ersten Holzsatelliten der Welt vorbereiten.
Japanische Wissenschaftler haben in einem neuen Satellitendesign, das diesen Sommer starten soll, Aluminium durch Holz ersetzt.
Der Satellit mit dem Namen Lignosat wird aus Magnolienholz bestehen und etwa die Größe eines Bechers haben.
Und auch wenn es vielleicht nicht futuristisch klingt, könnte die Verwendung von Holz der Raumfahrtindustrie dabei helfen, schädliche Umweltverschmutzung zu vermeiden.
Im Erfolgsfall könnte der Mikrosatellit den Forschern die Entwicklung umweltfreundlicherer Baumaterialien ermöglichen.
Japanische Wissenschaftler planen, von traditionellen Materialien abzuweichen und Holz in einem neuen Satelliten zu verwenden, der diesen Sommer gestartet werden soll
Lignosat wird im Wesentlichen eine kleine Holzkiste mit Sonnenkollektoren auf der Außenseite und elektronischen Geräten im Inneren sein.
Der Start erfolgt entweder mit einem Cygnus-Versorgungsschiff von Orbital Sciences zur ISS oder mit einer ähnlichen Mission an Bord einer SpaceX Dragon später im Jahr.
Sobald Lignosat im Orbit ist, wird es etwa sechs Monate lang in Betrieb sein, bevor es in der Atmosphäre verglühen darf.
Die Forscher planen, an Bord eine Reihe von Experimenten durchzuführen, um herauszufinden, wie gut Holz den rauen Bedingungen im Weltraum standhält.
Im erdnahen Orbit herrschen für Satelliten je nach Höhe und Sonneneinstrahlung Temperaturen zwischen -85 °F (–65 °C) und +257 °F (125 °C).
Es besteht die Sorge, dass sich die Holzplatten im Satelliten bei Temperaturschwankungen verziehen oder reißen könnten.
Frühe Untersuchungen zeigten jedoch, dass Holz, das im Labor unter weltraumähnlichen Bedingungen gelagert wurde, keinen messbaren Massenverlust, Anzeichen von Fäulnis oder Schäden aufwies.
Ermutigt durch diese Ergebnisse schickten die Forscher Proben verschiedener Holzarten zur Internationalen Raumstation, wo sie fast ein Jahr lang im Weltraum aufbewahrt wurden.
Wieder einmal zeigte das Holz kaum Anzeichen von Fäulnis, selbst nachdem es extremen Temperaturen über die doppelte vorgesehene Betriebsdauer des Satelliten ausgesetzt war.
Zur ISS geschickte Holzproben (im Bild) waren ein ganzes Jahr lang dem Weltraum ausgesetzt, zeigten jedoch keine nennenswerten Anzeichen von Beschädigung oder Verfall
Koji Murata, Leiter des Projekts, führte dies darauf zurück, dass es im Weltraum weder Sauerstoff noch Lebewesen gebe, die das Holz zersetzen könnten.
„Woods Fähigkeit, diesen Bedingungen standzuhalten, hat uns verblüfft“, sagte Herr Murata dem Observer.
Nach Durchsicht der Ergebnisse der ISS-Tests beschlossen die Wissenschaftler, den endgültigen Satelliten aus Magnolienholz herzustellen.
Im Vergleich zu anderen getesteten Hölzern, wie zum Beispiel dem japanischen Kirschbaum, erwies sich Magnolie als das ideale Holz für die Herstellung eines Satelliten.
In einer Erklärung schrieb die Universität Kyoto, Magnolia zeige „hohe Verarbeitbarkeit, Dimensionsstabilität und Gesamtfestigkeit“.
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die Magnolie (im Bild) nicht nur wunderschöne Blumen trägt, sondern auch das perfekte Holz für die Herstellung von Satelliten ist, da sie robust und einfach zu bearbeiten ist
Herr Murata fügt hinzu: „Eine der Aufgaben des Satelliten besteht darin, die Verformung der Holzstruktur im Weltraum zu messen.“
„Holz ist in einer Richtung langlebig und stabil, kann in der anderen Richtung jedoch anfällig für Dimensionsveränderungen und Risse sein.“
Aber Holz ist nicht nur stärker, als Sie vielleicht erwarten, sondern hat auch einige überraschende Vorteile gegenüber Metallen.
Holz blockiert keine elektromagnetische Strahlung, einschließlich der Radiowellen, die zur Kommunikation mit Satelliten im Orbit verwendet werden.
Das bedeutet, dass Holzsatelliten ihre gesamte Antennen- und Funkausrüstung im Inneren behalten können, was ihr Design vereinfacht und sie robuster macht.
Der Vorteil, der die Wissenschaftler jedoch vor allem interessiert, sind die umweltfreundlichen Eigenschaften von Holz.
Es wird angenommen, dass sich im September letzten Jahres 10.590 Satelliten im Orbit befanden, von denen rund 8.800 noch in Betrieb sind.
Es wird erwartet, dass diese wachsende Masse an Weltraumechos in den kommenden Jahren nur noch schlimmer wird, da Schätzungen zufolge bis 2031 jedes Jahr weitere 2.500 Satelliten gestartet werden.
Mittlerweile befinden sich Tausende von Satelliten und Schrottstücken im Orbit, bei denen die Gefahr besteht, dass umweltschädliche Aluminiumpartikel in die Atmosphäre gelangen. Dieses Bild zeigt die Menge an Weltraumschrott im erdnahen Orbit
All dies summiert sich zu etwa 11.000 Tonnen Weltraumschrott, der über unseren Köpfen herumschwirrt.
Und obwohl dies an sich schon ein Problem darstellt, entsteht ein anderes Problem, wenn diese Satelliten die Umlaufbahn verlassen.
Takao Doi, ein japanischer Astronaut und Ingenieur von der Universität Kyoto, der an dem Projekt arbeitet, sagt: „Alle Satelliten, die wieder in die Erdatmosphäre eintreten, verbrennen und erzeugen winzige Aluminiumoxidpartikel, die viele Jahre lang in der oberen Atmosphäre schweben.“
„Letztendlich wird es Auswirkungen auf die Umwelt der Erde haben“, sagte Herr Doi gegenüber der BBC.
Untersuchungen der University of British Columbia haben ergeben, dass beim Verbrennen von Satelliten das zurückbleibende Aluminium die Ozonschicht schwer schädigt.
Die Ozonschicht ist eine Gasdecke, die den Planeten umhüllt, die schädliche Strahlung der Sonne blockiert und die Menge des Sonnenlichts begrenzt, die den Boden erreicht.
Um diese Schutzbarriere nicht noch weiter zu beschädigen, hoffen die Ingenieure, dass Holzsatelliten eine nachhaltige Alternative darstellen.
Anstatt schädliche Partikel zu produzieren, verschwinden Holzsatelliten wie Lignosat in einer Rauchwolke und hinterlassen nichts weiter als biologisch abbaubare Asche.