木质卫星,太空探索新思路

2021-01-13 14:26     来源: 人民网-人民日报

近日,日本京都大学和住友林业公司宣布将合作生产一枚木质卫星,预计2023年发射升空。据称,该木质卫星边长10厘米,是个“小个头”,选用不易变形的木兰科植物厚朴作为原材料。发射后,它将在和国际空间站相同轨道停留半年至一年,并定期向地球发回木材变形信息。科学家称,如果这一尝试取得成功,未来卫星制造的材料将有更多选择。

目前,人造卫星的首选材料大都是坚固耐用的轻型合金。这些材料虽然有效保护了卫星,但也产生了大量太空垃圾。太空垃圾是在宇宙空间中除正在运行的航天器之外的各类人造废弃物体及其衍生物,主要包括火箭发射、运行过程中产生的碎片、报废航天器等。

根据世界经济论坛的数据,目前环绕地球飞行的人造卫星共有约6000颗,其中60%已废弃并成为太空垃圾。这些碎片一旦撞上正在运行的航天器,将造成巨大损失。2013年,厄瓜多尔卫星“飞马座”就因与火箭残骸相撞,导致卫星损毁。

此前,有科学家尝试用捕获的方式处理太空垃圾,将飞行在近地轨道的垃圾捕获并带入大气层烧毁。不过,这不仅成本高昂,而且金属飞行器在坠毁过程中燃烧,会释放氧化铝颗粒,影响地球生态环境。

木质卫星的设想,体现了科学家太空探索思路的转变。过去,人们主要将目光放在探索太空上,随着太空垃圾问题日益凸显,科学家尝试通过多种方式处理太空垃圾,正向航天探索无污染化迈进,试图从源头控制太空垃圾产生。研究人员称,木质卫星在完成任务后能够燃烧殆尽,木材也不会像金属那样对电磁波产生干扰,更有利于卫星的结构布局,使卫星的建造和发射更容易,成本也更低。

除了木质卫星,近年来,美国太空探索技术公司推出可重复使用火箭,通过重复使用降低发射成本、减少太空遗留。此外,多国正在实验“离轨帆”技术——卫星完成使命后,运用薄膜帆增大飞行阻力,降低轨道高度,最终离轨并坠入大气层烧毁,不在太空留下任何垃圾,这也有望成为环保新选择。2019年中国发射长征四号乙运载火箭,其中搭载了一颗小卫星“金牛座纳星”,即是为了验证“离轨帆”技术。

在向宇宙这片星辰大海昂扬出征的同时,保护太空环境,减少太空垃圾,是各国航天科学家共同努力的方向。

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