I satelliti sostenibili in legno potrebbero essere la risposta alla spazzatura spaziale

Apr 22, 2023

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Questo non è uno scherzo.

Il documentario del 2016 Fight for Space – ora in streaming su Peacock – presenta un gruppo di esperti tra cui Bill Nye, Michio Kaku e l'astronauta dell'Apollo Jim Lovell mentre discutono delle sfide della continua esplorazione dello spazio. Tra questi c’è la crescente minaccia della spazzatura spaziale che offusca lo spazio attorno al nostro pianeta. La NASA tiene traccia di decine di migliaia di pezzi di spazzatura spaziale e sono solo cose abbastanza grandi da poter essere viste. Ora, i ricercatori dell’Università di Kyoto guidati dal dottor Koji Murata stanno progettando di costruire un intero satellite in legno, come banco di prova per veicoli spaziali più sostenibili.

Storicamente, per costruire i nostri satelliti e le nostre astronavi ci siamo affidati a materiali più robusti, soprattutto metallici. C'è una logica ovvia in questa decisione, lo spazio è difficile e avevamo bisogno di materiali che potessero resistere al compito. Il pensiero di costruire navi di legno e lanciarle nello spazio sembra quasi ridicolo, ma la fragilità del legno è ciò che lo rende un buon materiale.

Il nostro problema con la spazzatura spaziale è proprio perché abbiamo realizzato un sacco di macchine che non si rompono, anche quando le abbiamo finite. Lassù girano su se stessi, si scontrano l'uno con l'altro, fratturandosi in una nuvola sempre più popolata di proiettili ad alta velocità. Scegliere materiali che si decompongono un po’ più facilmente sta iniziando ad avere molto più senso.

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Il legno è un materiale sostenibile e rinnovabile e brucerà più facilmente nell’atmosfera al rientro, senza creare sottoprodotti dannosi o pericolosi. L’unica domanda è se esista un tipo di legno abbastanza robusto da funzionare nello spazio abbastanza a lungo da essere utile.

"La decomposizione del legno nell'orbita terrestre bassa potrebbe in definitiva contribuire a ridurre la spazzatura spaziale, proprio come il problema della plastica nella terra, nel suolo e nell'acqua degli oceani sulla Terra. Anche se il legno non brucia dopo essere rientrato nell'atmosfera, è È possibile che si degradi a lungo termine e si gassifichi a causa dei raggi ultravioletti, delle radiazioni cosmiche e dell'ossigeno atomico," ha detto Murata a SYFY WIRE.

Il team di Murata ha iniziato in laboratorio esponendo diversi tipi di legno a un'ampia gamma di condizioni, simulando ciò che avrebbero sperimentato nello spazio. Mettono il legno nel vuoto e lo colpiscono a temperature comprese tra -150 e 150 gradi Celsius (da -238 a 302 Fahrenheit). I loro campioni di legno hanno resistito alla punizione quasi senza deteriorarsi. È stato un buon primo inizio; l’unico posto rimasto dove andare era lo spazio.

Il team ha inviato una selezione di campioni di legno alla Stazione Spaziale Internazionale dove sono stati collocati all'esterno, nel vuoto dello spazio, per un periodo di 10 mesi. Durante quel periodo, i campioni hanno subito drammatici sbalzi di temperatura, esposizione ai raggi cosmici e alla radiazione solare e interazioni con l’atmosfera superiore della Terra.

"Considerando che l'ossigeno atomico occupa la maggior parte dell'atmosfera nell'orbita terrestre bassa ed è altamente reattivo, ci aspettavamo che avesse un effetto sulla superficie del legno esposto - che è un materiale organico - facendolo gassificare e scomparire", Murata disse.

I campioni sono stati recuperati dallo spazio dall'astronauta Koichi Wakata e collocati all'interno di SpaceX CRS-26, una missione di servizio di rifornimento commerciale, per il ritorno sulla Terra. Una volta tornati a terra, i ricercatori hanno confermato che non vi era alcuna decomposizione o danno superficiale ai campioni.

Ora che sappiamo che il legno può gestire le condizioni dell’orbita terrestre bassa, gli scienziati stanno andando avanti con un satellite sperimentale in legno. Il lancio del veicolo, denominato LignoSat, è previsto per il 2024, come parte di una missione congiunta tra la NASA e l'Agenzia spaziale giapponese JAXA. Sebbene non siano state riscontrate differenze significative nelle prestazioni di ciascun tipo di legno, il team ha scelto la Magnolia come materiale, citando la sua lavorabilità, stabilità e resistenza.

"Poiché il legno è trasparente alle onde elettromagnetiche, le possibili missioni includerebbero l'osservazione del geomagnetismo e il controllo dell'assetto utilizzando sensori integrati; e la comunicazione delle onde radio utilizzando antenne integrate", ha affermato Murata.