Japończycy skonstruowali drewnianą sondę kosmiczną. I niedługo ją wystrzelą

Japońscy naukowcy zbudowali bardziej przyjazną środowisku sondę LignoSat wielkości mniej więcej kubka do kawy. Użyli drewna magnolii, które testowali przez rok na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej (ISS) – okazało się, że w tych warunkach było stabilne i odporne na pękanie. Jeszcze w tym roku ma zostać wystrzelona na amerykańskiej rakiecie, a w przestrzeni kosmicznej powinna działać sześć miesięcy.

Badacze z Uniwersytetu Kioto i firmy Sumitomo Forestry chcieli sprawdzić, czy możliwe jest wykorzystanie biodegradowalnych materiałów w technologiach kosmicznych tak, aby mogły zastąpić niezbyt przyjazne środowisku metale, szczególnie glin.

Kierownik projektu, dr Koji Murata , przyznał , że zdolność drewna do wytrzymywania warunków w kosmosie zaskoczyła badaczy. Przypisał to faktowi, że „w przestrzeni kosmicznej nie ma tlenu, który mógłby spowodować spalenie drewna, ani żywych stworzeń, które mogłyby spowodować jego gnicie”. Dodał , że materiał wymaga dalszych badań, ponieważ „drewno jest trwałe i stabilne w jednym kierunku, ale może być podatne na zmiany wymiarów i pękanie w innym”.

Dlaczego szuka się nowych materiałów?

„Wszystkie satelity, które ponownie wchodzą w ziemską atmosferę, spalają się i tworzą maleńkie cząsteczki tlenku glinu, które będą unosić się w górnej atmosferze przez wiele lat” – powiedział dr inż. Doi Takao, który jako astronauta brał udział w misjach NASA. Drewno pozostawia po sobie tylko popiół.

Jak ocenił Mateusz Mitkow, redaktor prowadzący Space24, na prośbę Energetyki24: „Japończycy po raz kolejny prezentują troskę o naszą planetę w projektach kosmicznych. Niedawno dowiedzieliśmy się o pracach nad metodą przerabiania odchodów krów na ciekły biometan, który miałby być używany jako paliwo do systemów nośnych. Tym razem słyszymy o nich za sprawą nadchodzącej misji niewielkiego satelity z drewna magnolii, który jest biodegradowalnym materiałem. Jest to ważne w kwestii późniejszej deorbitacji takiej jednostki, ponieważ proces ten nie wpłynie na nasze środowisko, jak w przypadku klasycznych urządzeń. Opisywany rodzaj drewna okazał się odporny na warunki panujące w przestrzeni kosmicznej, a sama produkcja takich jednostek jest o wiele tańsza, niż w przypadku obecnie stosowanych surowców, więc projekt może okazać się przełomem w kwestii budowy przyszłych konstelacji satelitarnych”.

Zgodnie z najbardziej aktualnymi danymi – z początku grudnia 2023 r. – w kosmosie obecnie znajduje się 11,5 tys. satelitów, z czego 9 tys. wciąż funkcjonuje. Wszystkie ważą łącznie prawie 12 tys. ton. Te niedziałające, oraz ich odłamki, mogą stanowić zagrożenie dla tych wciąż w użyciu, zderzając się z nimi z ogromną prędkością. Na orbicie znajduje się teraz szacunkowo ponad 130 mln małych obiektów, które ją zanieczyszczają.

Według firmy konsultingowej Euroconsult w latach 2022-2031 na orbitę będzie trafiać średnio ponad 2,5 tys. satelitów rocznie, co odpowiada siedmiu satelitom dziennie o łącznej masie 3 ton. Sam tylko Starlink planuje wystrzelić 30 tys. satelitów do 2050 r. Problem tlenku glinu unoszącego się w atmosferze może wkrótce stać się naprawdę poważny. Zgodnie z badaniem z 2023 r. około 10 proc. cząstek kwasu siarkowego w stratosferze zawiera metale, a szczególnie glin, ze spalania satelitów i fragmentów rakiet w czasie ponownego wejścia na orbitę. Biorąc pod uwagę coraz większą liczbę obiektów wystrzeliwanych w kosmos, badacze szacują , że odsetek takich cząstek może wzrosnąć do nawet 50 proc. w ciągu kilku dekad.

Jaki jest więc potencjalny wpływ na środowisko?

Wpływ tak wysokiej zawartości metali na właściwości aerozolu stratosferycznego nie jest jeszcze dokładnie znany . Obawy dotyczą szczególnie megakonstelacji pokroju Starlinków. Naukowcy wskazują , że może to potencjalnie prowadzić do uszkodzenia warstwy ozonowej. Wiadomo , że start rakiety, w trakcie którego emitowany jest tlenek glinu, tworzy „małe, tymczasowe dziury w warstwie ozonowej”.

Ostrzegają również, że mogłoby to doprowadzić do „niekontrolowanego eksperymentu geoinżynieryjnego. Nie wiadomo bowiem dokładnie, jak wpłynęłoby to na ilość światła słonecznego docierającego do ziemi. Glin utlenia się w atmosferze do tlenku glinu, a jak powiedział Aaron Boley z Uniwersytetu Kolumbii Brytyjskiej: „odbija on światło o określonych długościach fal, a jeśli dostarczymy wystarczającą ilość tlenku glinu do atmosfery, spowodujemy rozproszenie i ostatecznie możemy zmienić albedo planety”.

Albedo to miara tego, jak skutecznie dana powierzchnia odbija światło słoneczne. W przypadku planety, im jaśniejsza jest jej powierzchnia, tym ma wyższe albedo i może prowadzić do spadku temperatury. Intencjonalne pompowanie do atmosfery cząstek odbijających światło bywa proponowane jako rozwiązanie problemu globalnego ocieplenia. Społeczność naukowa odrzuca takie pomysły, ponieważ nie jest znana skala skutków ubocznych tego procesu. A jaki właściwie wpływ miałby popiół z drewna powstający w ten sposób? Tego konkretnego zjawiska również jeszcze nie przebadano. Na razie wiadomo , że w odpowiedniej ilości sadza (ang. black carbon) powstająca w wyniku spalania paliwa rakietowego mogłaby spowodować wzrost temperatury i zmianę wzorców cyrkulacji atmosferycznej.

Aaron Boley naprawdę trafnie podsumował nasze dotychczasowe zachowanie. „Ludzie są wyjątkowo dobrzy w niedocenianiu naszej zdolności do zmiany środowiska. Istnieje przekonanie, że nie ma możliwości, abyśmy wyrzucili do oceanu wystarczającą ilość plastiku, aby coś zmienić. Nie ma możliwości, byśmy wyrzucili wystarczająco dużo dwutlenku węgla do atmosfery, by coś zmienić. Ale oto jesteśmy. Mamy problem z zanieczyszczeniem oceanów plastikiem, mamy zmiany klimatyczne wynikające z naszych działań i zmiany składu atmosfery i jesteśmy gotowi popełnić ten sam błąd, wykorzystując przestrzeń kosmiczną” – powiedział.