ما يمكن (ولا يمكن) للقمر الصناعي الخشبي أن ينجزه.
أثار اقتراح أقمار صناعية غريب قدمته شركة يابانية في نهاية عام 2020 العديد من نقاد الفضاء في حيرة من أمرهم حتى عام 2021.
جاء الاقتراح من جامعة كيوتو بالشراكة مع سوميتومو فورستري في اليابان ، على الرغم من أن معظم المعلومات حول المشروع تأتي من آخر بي بي سي نقلاً عن رائد فضاء وكالة استكشاف الفضاء اليابانية (JAXA) والأستاذ بجامعة كيوتو تاكاو دوي ، الذي طار على متن مكوك الفضاء الأمريكي في مهمتين STS-87 و STS-123 إلى محطة الفضاء الدولية. STS-123 تسليم وتركيب JAXA's Kib؟ وحدة في عام 2008.
الفكرة هي تصميم ستلايت خشبي كبديل لمواد البناء التقليدية. على الرغم من أن هذه الفكرة الغريبة تبدو وكأنها خطوة إلى الوراء في عصر الفضاء الحديث ، إلا أن الخشب يتمتع في الواقع بالعديد من الصفات المفضلة باعتباره مادة بناء خفيفة الوزن ولكنها متينة. فكرة 'WoodSat' كإجابة للمشكلة المتزايدة للحطام الفضائي في المدار الأرضي المنخفض قد انتقادات حيث ظهرت القصة على مدار الأسبوع الماضي.
ما الذي يمكن أن يعالج (ولن) قمر صناعي
من المؤكد أن القمر الصناعي الخشبي لن يعالج مشكلة النفايات الفضائية في مدار الأرض ... أو على الأقل ، ليس بالطريقة التي تعتقدها ، أو بالطريقة التي تعيد بها العديد من المنافذ الإخبارية التقارير حاليًا. يقوم مركز العمليات الفضائية الأمريكية Space-Track حاليًا بفهرسة أكثر من 47000 كائن في مدار أرضي منخفض ، من الأقمار الصناعية النشطة ، إلى معززات الصواريخ المهملة ، إلى شظايا صغيرة من الحطام يصل حجمها إلى سنتيمتر واحد. يُقدر وجود الملايين من النيازك الصغيرة الاصطناعية الأصغر في المدار الأرضي المنخفض ، وهذه الأجسام بشكل دوري سواتل ومركبات فضائية 'انفجار رملي' ، بما في ذلك محطة الفضاء الدولية. أ تقترح دراسة 2020 أننا نعرف القليل عن تجمعات الحطام الاصطناعي في المدار الأرضي المرتفع.
تكمن المشكلة في أن كل هذه الخردة في المدار الأرضي المنخفض لا تزال تتنقل بسرعة حوالي 7.8 كيلومترات في الثانية ، سواء كانت معدنية أو بلاستيكية أو خشبية ... وستظل هذه السرعة مثمرة تمامًا ، بغض النظر عن الشيء الذي يتكون منه الجسيم المسرع.
اصطدام حطام نيزكي صغير بنافذة قبة على متن محطة الفضاء الدولية. تنسب إليه: ناسا
ماذا عن معالجة عودة دخول الأقمار الصناعية والتلوث الجوي؟ في البداية ، تبدو فكرة القمر الصناعي الخشبي الذي يتفكك ببساطة عند إعادة الدخول فكرة جيدة ... بعد كل شيء ، تشتمل الأقمار الصناعية على الكثير من المركبات الغريبة والمعادن الأرضية النادرة ، أليس كذلك؟ حسنًا ، لسوء الحظ ، فإن صنع الإطار من الخشب (موصل إلكتروني رديء ومركب كربوني أساسًا) لن يغير الأشياء حقًا ، حيث ستظل الأجهزة الإلكترونية بالداخل مصنوعة من مركبات موصلة للكهرباء. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الكثير من المركبات المسببة للمشاكل التي تعود إلى الأرض سامة (فكر في وقود الهيدرازين على متن مهمة Phobos-Grunt الفاشلة في 2011-2012) ، وفي بعض الأحيان محطات الطاقة النووية والمشعة. تعد عمليات إعادة الدخول المشعة أمرًا نادرًا هذه الأيام ولكنها حدثت في الماضي ، مثل الوحدة القمرية التي تحولت إلى قارب نجاةالدلوفي أبولو 13 ، وعودة كوزموس 954 فوق القطب الشمالي الكندي في عام 1978.
تحدث المئات من حالات إعادة الدخول في المتوسط العام ، ولكن حتى لو كانت كذلكالكلمصنوعة من الخشب ، وهذا لا يزال ضئيلًا مقارنة بـ 15000 طن من المواد الطبيعية التي تصيب الأرض كل عام.
هل هناك أي استخدام عملي لـ 'WoodSat؟' إليك ميزة إضافية محتملة لقمر صناعي خشبي: الخشب شفاف إلى حد كبير لموجات الراديو ، مما يعني أنه يمكنك الاحتفاظ بمعظم الاتصالات وهوائيات البحث داخليًا: لا مزيد من الأدوات الضخمة بعد الوصول إلى المدار. في الواقع ، فإن 'الفشل في النشر' بمجرد تحقيق المدار قد قضى على العديد من الأقمار الصناعية ... ولن يكون هذا مشكلة مع WoodSat.
تحتوي معظم الأخشاب أيضًا على كمية متغيرة من الرطوبة والتي من شأنها أن تتبخر بسرعة في فراغ الفضاء ، تاركة وراءها فجوات مسامية. سيحتاج الخشب المختار أيضًا إلى إظهار تمدد حراري منخفض ، حيث سيتعرض لتقلبات درجات الحرارة العالية. حتى الآن ، حددت الشركة التركيب الدقيق للخشب الذي ستستخدمه شركة Sumitomo Forestry لمثل هذا القمر الصناعي ، على الرغم من أن Takao Doi لا يستشهد بدراسة أجريت على الجزء المكشوف من الكيب؟ مختبر على متن محطة الفضاء الدولية يبحث في مرونة أنواع مختلفة من الخشب عند تعرضه للفضاء.
نصف محدد تصادم الخشب Ranger balsa. تنسب إليه: ناسا
هل كان هناك من أي وقت مضى يحتوي القمر الصناعي على الخشب في الغالب قبل؟ نعم: قامت بعثات ناسا رينجر المبكرة إلى القمر في الستينيات من القرن الماضي بدمج كرة 'محدد التصادم' من خشب البلسا ، بهدف النجاة من حادث تحطم على سطح القمر. لسوء الحظ ، فإن معظم هؤلاء رينجرز الأوائل إما فشلوا بعد وقت قصير من الإطلاق ، أو فقدوا القمر تمامًا ... ربما يكون أحد الاصطدامات الخشبية على متن المركبة Ranger 4 قد وصل إلى الراحة بالقرب من Ioffe Crater على الجانب البعيد من القمر ، ولكن إذا حدث ذلك ، فلن يتصل هاتفياً بالمنزل.
هل مازلت على سطح القمر؟ المركبة الفضائية Ranger 4 على الأرض قبل فترة وجيزة من تغليفها ، مع ظهور محدد تأثير خشب البلسا (الكرة أسفل مخروط الأنف مباشرةً). الائتمان: ناسا
هناك فكرة أخرى مثيرة للاهتمام وهي بناء درع حراري لعودة الدخول من الخشب. قامت الصين بالفعل بدمج هذه الميزة باستخدام دروع حرارية خشبية من خشب البلوط الأبيض المشبع فانهوي شي ويكسينغ أقمار الاستطلاع ، في تصميم قيل إنه كان يعمل جيدًا.
متى يمكن أن تنتقل 'WoodSat' إلى الفضاء؟ حسنًا ، في الوقت الحالي ، يبحث Takao Doi وفريقه في تقديم تصميم أولي في السنوات القادمة ، مع إطلاق ربما بحلول عام 2023. يبدو أن التصميم الذي نراه في نموذج بالحجم الطبيعي الذي أصدرته شركة Sumitomo Forestry يبدو أنه يستند إلى معيار 6U cubesat.
في الوقت الحالي ، تظل 'Woodsat' احتمالًا مثيرًا للاهتمام ، على الرغم من أن الحل الأكثر قابلية للتطبيق لمشكلة النفايات الفضائية هو دمج ميزات التخلص مثل أشرعة السحب كمعدات قياسية ، مما يتيح للأقمار الصناعية إعادة الدخول بعد فترة وجيزة من انتهاء حياتها المفيدة في المدار.
ائتمان الصورة الرئيسي: نموذج أقمار صناعية خشبي. غابات سوميتومو.