木製衛星模擬圖。翻攝京都大學Kyoto University
太空飛行器如衛星、探測器等物體重返地球時,在穿越大氣層的過程中可能產生許多氧化鋁微粒,影響地球環境。日本科學家為此研發了「木製」的微型衛星,預計今夏使用美國火箭發射,測試能否取代金屬,當木製衛星進入大氣層時,就只會產生可生物降解的灰燼。
英國《觀察家報》17日報導,日本京都大學與住友林業合作研發木製衛星,使用的是木蘭樹木;經過長期實驗後,確認木蘭木是最堅固、也是最合適的木材。
第一次測試是在仿照太空環境的實驗室進行,木蘭木樣本沒有出現任何可測量到的變化,既沒有分解、也沒有損壞的情況。研究計畫負責人、京都大學教授村田功二說,木蘭木承受太空環境的能力讓科學家們都相當驚艷。
之後,木蘭木樣本被送上國際太空站(ISS),在那裡進行了約一年的環境暴露實驗,然後帶回地球,依然完好無缺。村田教授說,這應該是因為太空裡沒有任何可以導致木材燃燒的氧氣,也沒有任何會導致木材腐爛的生物。
木製微型衛星LignoSat的原型設計。翻攝京都大學Kyoto University
京都大學現正使用木蘭木來打造一個微型探測器「LignoSat」,以便確認木製衛星在太空的表現。村田教授說,「衛星任務之一是要測量木製衛星結構在太空中變形的情況。木材在某一個方向受力時可能很穩固,但在另一個方向就可能變形或斷裂」。
至於要如何把LignoSat微型探測器送上太空,村田表示,可能會趁今夏美國航太總署(NASA)發射天鵝座(Cygnus)補給船到國際太空站時帶上去,或者由今年稍晚民間太空公司SpaceX的天龍號(Dragon)補給船帶去。
LignoSat要在太空運行至少6個月,才能重返地球大氣層。若LignoSat能在太空正常運作,木頭成為衛星材料的可能性就更高;木材在大氣燃燒時只會產生灰燼,且這是可生物降解的。
日本太空人、京都大學太空工程師土井隆雄日前警告,目前所有重新進入大氣層的衛星都會燃燒,產生氧化鋁微粒,這些微粒在增溫層(上層大氣)漂浮多年,但終將影響地球環境。加拿大卑詩大學(UBC)科學家近日研究也顯示,衛星重返大氣層時燃燒釋放的鋁可能嚴重消耗臭氧層,並影響到達地表的陽光量。