ایده عجیب دانشمندان ژاپنی برای مقابله با آلودگی فضایی

به گزارش مجله خبری نگار،ممکن است که نجار‌ها به اندازه مهندسان در آینده سفر‌های فضایی مهم باشند، چراکه دانشمندان در حال برنامه‌ریزی برای پرتاب اولین ماهواره چوبی جهان هستند.

دانشمندان ژاپنی در طراحی جدید ماهواره‌ای که قرار است در تابستان امسال به فضا پرتاب شود، به جای آلومینیوم از چوب استفاده کرده‌اند.

این ماهواره که لیگنوسات (Lignosat) نام دارد، از چوب ماگنولیا ساخته شده و به اندازه یک لیوان خواهد بود.

اگرچه ممکن است که این طرح آینده‌نگرانه به نظر نرسد، استفاده از چوب می‌تواند به صنعت فضایی کمک کند تا آلودگی را کاهش دهد.

در صورت موفقیت، این میکروماهواره به محققان کمک خواهد کرد تا از مواد سازنده سازگارتر با محیط زیست استفاده کنند.

در واقع، لیگنوسات یک جعبه چوبی کوچک با پنل‌های خورشیدی در بیرون و تجهیزات الکترونیکی در داخل خواهد بود.

این ماهواره با یک کشتی تدارکاتی Orbital Sciences Cygnus یا مانند ماموریتی مشابه SpaceX Dragon در اواخر سال ۲۰۲۳ به ایستگاه فضایی بین‌المللی منتقل خواهد شد.

زمانی که لیگنوسات در مدار قرار گیرد، حدود ۶ ماه قبل از سوختن در جو کار خواهد کرد.

محققان قصد دارند تعدادی آزمایش را روی این ماهواره انجام دهند تا میزان مقاومت چوب در شرایط سخت فضا را بسنجند.

در مدار پایین زمین، ماهواره‌ها بسته به ارتفاع و قرار گرفتن در معرض خورشید دمایی بین ۶۵- درجه سانتیگراد تا ۱۲۵ درجه سانتیگراد را تجربه می‌کنند.

مشکل این است که صفحات چوبی موجود در ماهواره ممکن است با تغییرات دمایی دچار تاب‌خوردگی یا ترک شوند.

با این حال، تحقیقات اولیه نشان داده چوبی که در شرایط مشابه فضا در آزمایشگاه نگهداری شده، دچار هیچ‌گونه کاهش جرم قابل اندازه‌گیری، نشانه‌های فرسایش یا آسیب قابل مشاهده‌ای نشده است.

محققان با توجه به این نتایج امیدوارکننده نمونه‌هایی از انواع چوب را به ایستگاه فضایی بین‌المللی فرستادند که تقریباً یک سال در فضا نگهداری شدند.

برای باری دیگر، چوب حتی پس از قرار گرفتن در معرض دما‌های بسیار بالا به مدت دو برابر دوره عملکرد مورد نظر ماهواره، نشانه‌های بسیار ناچیزی از پوسیدگی داشت.

به گفته کوجی موراتا، رئیس این پروژه، مقاومت بالای چوب در فضا به این دلیل است که هیچ اکسیژن یا موجود زنده‌ای در آنجا وجود ندارد که بتواند چوب را تجزیه کند.

آقای موراتا در مصاحبه‌ای گفته است:

میزان مقاومت چوب برای تحمل این شرایط ما را شگفت‌زده کرده است.

پس از بررسی نتایج آزمایش‌های ISS، دانشمندان تصمیم گرفتند ماهواره نهایی را از چوب ماگنولیا بسازند.

ماگنولیا در مقایسه با سایر چوب‌های آزمایش‌شده، از جمله چوب درخت گیلاس ژاپنی، چوب ایده‌آلی برای ایجاد ماهواره است.

دانشگاه کیوتو در بیانیه‌ای اعلام کرده که چوب ماگنولیا کارایی، ثبات ابعادی و استحکام بالایی دارد.

آقای موراتا تصریح کرد:

یکی از مأموریت‌های این ماهواره، اندازه‌گیری تغییر شکل ساختار چوبی در فضا است.

اگرچه چوب از یک نظر مقاوم و پایدار است، اما ممکن است به تغییرات ابعادی و شکستگی حساس باشد.

علاوه بر این که چوب مقاوم‌تر از چیزی است که انتظار دارید، در واقع مزایای شگفت‌انگیزی نسبت به فلزات دارد.

چوب تداخلی در تشعشعات الکترومغناطیسی، از جمله امواج رادیویی که برای برقراری ارتباط با ماهواره‌ها در مدار استفاده می‌شوند، به وجود نمی‌آورد.

این بدان معناست که می‌توان تمام آنتن‌ها و تجهیزات رادیویی را در داخل ماهواره‌های چوبی قرار داد که طراحی آن‌ها را ساده‌تر کرده و باعث افزایش مقاومتشان می‌شود.

با این حال، مزیتی که دانشمندان بیشتر به آن توجه دارند، خواص سازگار با محیط زیست چوب است.

تخمین زده شده تا ماه سپتامبر سال ۲۰۲۳ حدود ۱۰ هزار ماهواره در مدار قرار داشته‌اند که حدود ۸،۸۰۰ ماهواره هنوز فعال هستند.

پیش‌بینی می‌شود که وضعیت این توده‌های رو به رشد فضایی در سال‌های آینده وخیم‌تر شود. زیرا برآورد‌ها نشان می‌دهند که از هم اکنون تا سال ۲۰۳۱ هر ساله ۲،۵۰۰ ماهواره دیگر به فضا پرتاب خواهند شد.

تمام این ماهواره‌ها به ۱۱ هزار تن زباله فضایی که در بالای سر ما می‌چرخد، افزوده می‌شوند.

در حالی که این به خودی خود یک مشکل بزرگ است، زمانی که این ماهواره‌ها از مدار خارج می‌شوند، مشکل دیگری را به وجود می‌آورند.

تاکائو دوی، فضانورد و مهندس ژاپنی از دانشگاه کیوتو که روی این پروژه کار می‌کند، گفته است:

تمامی ماهواره‌هایی که دوباره وارد جو زمین می‌شوند، می‌سوزند و ذرات ریز آلومینا را ایجاد می‌کنند که برای سال‌ها در اتمسفر فوقانی شناور شده و در نهایت، محیط زیست را تحت تأثیر قرار خواهند داد.

تحقیقاتی در دانشگاه بریتیش کلمبیا نشان داده که آلومینیوم باقی مانده حاصل از سوختن ماهواره‌ها به شدت به لایه ازون آسیب می‌زند.

لایه اوزون پوششی از گاز بوده که زمین را پوشانده، از تشعشعات مضر خورشید جلوگیری کرده و میزان تابش نور خورشید به زمین را محدود می‌کند.

مهندسان امیدوارند که برای جلوگیری از آسیب بیشتر به این سد محافظ، ماهواره‌های چوبی جایگزین پایداری باشند.

ماهواره‌های چوبی مانند لیگنوسات به جای تولید ذرات مضر، چیزی جز خاکستر زیست تخریب‎پذیر از خود باقی نمی‌گذارند.

منبع:روزیاتو