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创新

2024 年 6 月 6 日

 

太空干扰随着轨道碎片威胁的增加,减少太空垃圾的努力也在增加

LignoSat 是世界上第一颗木制卫星,一旦重返大气层,就会燃烧成可生物降解的灰烬。

低地球轨道是距离地球表面 1200 英里以内的空间区域,是轨道碎片最集中的区域。(图片来源:美国宇航局轨道碎片计划办公室)

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太空中的交通警察?

进入低地球轨道的商业飞行正在起飞,每年发射的卫星越来越多 (到 2023 年,仅美国就 将发射 2 166 颗卫星 ),新的太空能力也在不断涌现,如 在轨机器人制造 。问题不一定是航天器的数量,而是它们留下的烂摊子。

空间碎片本质上是轨道上的 "马路杀手"。据 《国家地理》杂志最近的 一篇 报道 称,有数以千计的失效航天器和火箭体以及数以百万计的太空垃圾以每小时数千英里的速度绕地球飞行。它损坏过卫星,威胁过太空行走,甚至在地球上造成过破坏--今年 3 月,一个装满废旧镍氢电池的托盘砸穿了佛罗里达州一户人家的屋顶,这些电池是 2021 年国际空间站丢弃的。

 

从这块 "木头 "中

随着航天工业的不断发展,平流层上空的垃圾越来越多,为了缓解这一问题,京都大学和住友林业于上周宣布 完成 世界上第一颗木制人造卫星-- LignoSat 。

LignoSat 将于 9 月从佛罗里达州肯尼迪航天中心发射到国际空间站,一个月后再从空间站的日本 "希望 "号实验舱进行部署。

 

项目启动之初,研究人员首先将木兰、樱桃和桦木等木质样本送往太空进行测试,最终从住本林业公司的森林中挑选出木兰,并以其稳定性和轻盈性而胜出。

LignoSat 是一个咖啡杯大小的盒子,铝制框架上覆盖着不到半英寸厚的木板。这个立方体是用日本传统的"榻榻米"(sashimono)技术组装而成的。这种方法可确保各部件完美地拼接在一起,而且这种结构在车站使用时不会影响无线电传输或机械设备。

"京都大学研究员 Koji Murata告诉 CNN:"在地球上使用木材,会遇到燃烧、腐烂和变形等问题,但在太空中就不会有这些问题。 "太空中没有氧气,所以不会燃烧" "里面没有生物,所以不会腐烂"

当 LignoSat 的机械寿命结束时,它将降落到大气中燃烧,只留下可生物降解的灰烬。传统的金属卫星在重返大气层时会造成空气污染风险。这可能是一个重大突破,有助于找到既考虑所用材料的性能又考虑其对环境影响的创造性解决方案。

在为期六年的任务中,这颗卫星将报告木材的膨胀、收缩和耐热情况。它的设计还将检验木材是否可用于太空结构目的。这些数据随后将被京都大学通信站用于开发第二颗卫星 LignoSat-2。

"京都大学教授、宇航员土井隆夫告诉《日本时报》:"扩大木材作为可持续资源的潜力意义重大。"我们的目标是将来在太空中,如月球和火星上,使用木材建造人类居住地"。

 

太空可持续性

与此同时,太空机构正在努力防止更多碎片的产生,并寻找创新方法来清理已经在轨道上的数千吨太空垃圾。

上个月,十几个国家签署了欧洲航天局的《零碎片宪章》,这是一项限制产生轨道碎片的非约束性协议。今年 4 月,美国国家航空航天局(NASA)发布了《太空可持续性战略》的第一部分,其中包括计划确定突破性方法,以感知和预测在太空碎片周围运行的风险,并寻找具有成本效益的方法来减少新碎片的产生。

"美国国家航空航天局副局长帕姆-梅尔罗伊(Pam Melroy)在一份声明中说:"太空很繁忙,而且只会越来越繁忙。"如果我们想确保太空的关键部分得到保护,以便我们的子孙后代能够继续利用它们造福人类,那么现在就是采取行动的时候了"。