これはただの家ごっこではなく、木製の衛星は宇宙に飛ぶこともできます！

ポピュラーサイエンスタイムズ記者 陳潔

これはただの家ごっこではなく、木製の衛星が実際に宇宙に飛んでいったのです！

11月4日、世界初の木製人工衛星「リグノサット」が、米国スペース・エクスプロレーション・テクノロジーズ社の貨物宇宙船に搭載され、軌道上に打ち上げられた。重さわずか1キロのこの小型衛星は、商業宇宙の急速な発展に伴い、コストと持続可能な開発が「議題」に上がっていることを人々に示している。

「人工衛星は人類の宇宙探査、通信、気象監視など多くの分野で重要な役割を果たしており、その製造材料の選択はさらに重要です。」天津大学機械工学学院の隋天一教授は11月6日、科学時報の記者とのインタビューで、従来の人工衛星は主にアルミニウム合金、マグネシウム合金、チタン合金などの金属材料で作られていると語った。これらの材料は、強度、剛性が高く、耐放射線性に優れており、過酷な宇宙環境でも安定性を維持できます。しかし、航空宇宙技術の継続的な発展に伴い、衛星製造のためのより環境に優しく持続可能な材料の探求が必要になってきています。

LignoSat の成功から判断すると、木材は大きな注目を集めている選択肢の 1 つです。

しかし、商業衛星製造会社マイクロナノスターの主任構造設計者ヤン・ジョウ氏は記者とのインタビューで、宇宙に入った後、木材は太陽にさらされて急速に膨張し、地球の裏側に到達すると寒さのために大幅に収縮すると指摘した。 「そのため、木材で衛星を建造する場合、職人技の面で考慮すべき要素が多すぎるため、大規模に導入されるまでは使用コストは決して安くならないだろう。」

この点について、隋天一氏は、科学研究者らが2001年に早くも放射線が木材に与える影響の研究を開始し、2020年に国際宇宙ステーションに木材を運び、長期宇宙曝露実験を行ったことを紹介した。 「実験により、木材は宇宙環境で最大290日間の大きな温度差テストに耐えることができ、強い放射線環境でも優れた構造強度と安定性を維持できることがわかっています。もちろん、長期間軌道上にある衛星にとって、木材の使用安定性は依然として大きな課題に直面しています。木材が引き続き「優れた性能」を発揮できるかどうかは、さらなる調査が必要です。」隋天一氏は強調した。

マイクロナノ宇宙研究品質部門の張有生部長も、木材は低コストで環境に優しいという特徴があり、木製の衛星はミッションを終えた後、大気圏で完全に燃え尽き、宇宙ゴミを残さないと考えている。航空宇宙分野への応用は革新的なブレークスルーです。 「しかし、木材は、材料特性と加工特性の点で、アルミニウムスキン、複合材料、3Dプリント格子構造の代替利点を達成していないことに留意する必要があります。広く使用できるかどうかは、さらに分析する必要があります。」

木材で衛星を建造するにはまだ多くの問題点があるかもしれませんが、LignoSat の成功は実際に方向性を示しています。さらに、木製衛星の多くの利点の中でも、優れた断熱性と電磁波透過性により、衛星の内外でよりスムーズに電磁波が伝わるため、商用の低軌道短周期衛星の開発に非常に適しています。

「もちろん、この特性により、木材で作られた衛星は外部の電磁干渉を遮断することができず、複雑な電磁環境の影響に対処するために他の材料を導入する必要がある。」隋天一氏は、現在、木製衛星の木材は主に構造材料の形で使用されており、LignoSatは木製の外殻のみを使用していると述べた。

リグノサットは宇宙で少なくとも6か月間運用され、宇宙にある木造構造物の応力や温度などの変化を監視し、そのデータを地上に送信して分析する予定だ。この過程で、木製衛星は宇宙環境における安定性と信頼性も十分に実証されます。

LignoSat がもたらす革新性と潜在的な利点は、幅広い注目を集めています。将来的にはさらに多くの木製衛星が宇宙探査に加わると考えられています。 「現在、グリーン環境保護は世界中の研究者にとって重要な関心事となっている。衛星製造においてより多くの天然素材を使用することも話題の一つだ。木材で衛星を建造することは『グリーン航空宇宙』への良い試みだ」と隋天怡氏は語った。