Los científicos japoneses quieren enviar un satélite de madera al espacio

cnn
—

Cohetes de aluminio y rascacielos de acero; Lanzaderas elegantes y de alta velocidad y fachadas de cristal: así se imagina “el futuro” desde hace décadas.

Pero esto no es lo que imagina Koji Murata. Murata, investigador de la Universidad de Kyoto en Japón, ha estado explorando cómo se pueden utilizar materiales biológicos en el espacio.

Murata se preguntó si “podría construir una casa de madera en la Luna o en Marte” y decidió probar la teoría: creando Satélite de madera.

Recientemente Investigación de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica La NOAA descubrió que el 10% de los aerosoles en la estratosfera contienen partículas metálicas provenientes de naves espaciales, incluidos los satélites. Se desconoce el impacto a largo plazo de estos fragmentos de metal, pero a los científicos les preocupa que puedan dañar la frágil capa de ozono de la Tierra.

Murata dice que los satélites de madera serían mejores para el planeta y al mismo tiempo proporcionarían la misma funcionalidad que sus homólogos de metal.

“Al final de su vida, los satélites vuelven a entrar en la atmósfera. La diferencia es que la madera del LingoSat se quemará y eventualmente se convertirá en gas, mientras que los metales se convertirán en partículas finas”, dice Murata.

No es solo una quimera: Murata y su equipo han estado trabajando en el proyecto durante cuatro años y en 2021 enviaron muestras de madera al espacio para probar la resistencia del material a las condiciones espaciales.

Ahora, ellos son Trabajando con la Agencia Aeroespacial de Japón (JAXA) y la NASA para poner en órbita el prototipo del satélite, llamado LingoSat, a principios del próximo año.

Magnolia, cerezo y abedul

Para Murata, que dirige el proyecto de madera espacial en la Universidad de Kyoto, la madera es una opción obvia para las estructuras espaciales.

“Cuando se utiliza madera en la Tierra, se tienen problemas de quema, pudrición y deformación, pero en el espacio no se tienen estos problemas: no hay oxígeno en el espacio, por lo que no se quema, y ​​no hay organismos vivos. en él, para que no se pudra”, dice.

Murata añade que la resistencia de la madera en relación con su peso es la misma que la del aluminio, lo que también la convierte en una opción convincente para la construcción espacial, y las pruebas del equipo realizadas en la Estación Espacial Internacional encontraron que la madera tiene una flexibilidad notable en el espacio exterior.

Para el satélite, Murata probó tres tipos de madera: el abedul Ermann, que es abedul Se encuentran comúnmente en el este de Asia: cereza japonesa y Magnolia obovata, una especie originaria de Japón. Si bien el ciprés y el cedro son las especies de madera más comunes en la construcción, el equipo “eligió materiales que puedan soportar la mayor cantidad posible de trabajo detallado”, debido al pequeño tamaño de los satélites, dice Murata.

Al final, ganó la madera de magnolia, porque sus células son pequeñas y de tamaño uniforme, lo que hace que la madera sea más fácil de trabajar y menos propensa a partirse o romperse. Él dice.

Los humanos han puesto satélites en órbita desde la década de 1950, con hasta 100 naves espaciales lanzadas cada año hasta 2010. Pero durante la última década, los lanzamientos comerciales se han vuelto más accesibles y ese número ha aumentado. Aumentado constantemente, Se superaron los 1.400 nuevos satélites En 2021. Dado que es probable que aumente el número de cohetes enviados al espacio, la investigación de la NOAA predice que en las próximas décadas, hasta la mitad de los aerosoles en la estratosfera podrían contener partículas metálicas de naves espaciales.

Otras organizaciones también buscan utilizar madera en el espacio.

La startup finlandesa Arctic Astronautics ha diseñado WISA Woodsat, un satélite de madera que debía lanzarse al espacio en 2021. Sin embargo, el fundador de la empresa, Jari Mäkinen, afirma que el lanzamiento se ha pospuesto debido a obstáculos burocráticos.

“El satélite está listo, esperando volver a juntar las piezas cuando llegue el momento”, dijo Makinen a CNN en un correo electrónico, y agregó que una vez que la compañía reciba una licencia de operaciones espaciales, el satélite se lanzará utilizando el servicio privado de intercambio de cohetes de RocketLab.

En la Universidad Khalifa en los Emiratos Árabes Unidos. Ingeniero de vuelo Yerjan Abdel Samad El grafeno se considera un material potencial para objetos espaciales.

Samad está explorando la “nanomadera”, madera de baja densidad mezclada con grafeno para mejorar su resistencia. Samad coincide con Murata en que la madera, como material renovable y de baja densidad, tiene potencial no sólo para construir satélites, sino también para construir futuras estructuras espaciales.

“Hay muchas investigaciones (proyectos) en curso en el campo de la agricultura espacial”, dice Samad. “Si tenemos madera cultivada en el espacio, podemos utilizarla para fabricar en el espacio”.

Sin embargo, todavía hay muchas incógnitas sobre la madera en las estructuras espaciales, afirma Tatsuhito Fujita, ingeniero de la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón que participó en la revisión del proyecto Lingosat.

“El uso de recursos naturales para hardware espacial[tiene sentido]desde la perspectiva de los Objetivos de Desarrollo Sostenible, pero como la madera nunca se ha utilizado en satélites, no podemos decir qué tipo de beneficio podemos obtener en este momento”, dice Fujita.

Para la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y el programa J-Cube, la iniciativa de lanzamiento de satélites, la prioridad es la seguridad, y LingoSat pasó su evaluación inicial sin preocupaciones críticas, dice Fujita. “JAXA también espera obtener materiales estructurales que sean más livianos, más fuertes y con menos probabilidades de generar escombros, y está realizando investigaciones para lograr este objetivo”.

LingoSat se encuentra en las etapas finales de revisión de seguridad Se espera que sea lanzado en una misión conjunta entre la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA) y la NASA en el verano de 2024.. Murata dice que monitorearán el satélite durante al menos seis meses para ver cómo se desempeña en condiciones espaciales, como cambios extremos de temperatura en el espacio.

Los investigadores monitorearán el satélite durante al menos seis meses mientras orbita la Tierra, como se muestra en esta presentación. Crédito: Universidad de Kioto

“No hubo una caída significativa en la resistencia de -150 a 150 °C (-238 a 302 °F), y esto lo confirmamos en nuestros experimentos”, dice Murata. “Pero el satélite orbita la Tierra y crea estas enormes diferencias de temperatura en el transcurso de 90 minutos. No sabemos cuánto puede soportar el satélite este ciclo intenso y repetido de diferencias de temperatura, por lo que es necesario investigarlo”.

El equipo también controlará sus reacciones a las ondas de radio y los campos magnéticos, y cómo la chapa de madera protege los semiconductores y los chips del satélite.

En teoría, la madera debería ser un material más barato de fabricar, aunque como es una nueva tecnología, Murata dice que todavía están calculando los costos.

Hasta ahora, poco del material se ha utilizado en misiones y objetos espaciales, dice Murata. Espera que su investigación y la de LingoSat puedan demostrar las posibilidades de otros materiales de bajo impacto.

“Es un material renovable, respetuoso con el medio ambiente y con las personas”, afirma Murata. “Creo que la madera se puede utilizar en el desarrollo espacial, especialmente como material interior y material de protección contra la radiación, para pequeños satélites y naves espaciales tripuladas”.