Во время выхода астронавтов в открытый космос с МКС в середине января был запущен японский аппарат LignoSat. Примечательно здесь то, что в своей конструкции спутник имеет существенную часть элементов из дерева. Правда, не стоит думать, что это единичная практика.
Магнолии и кипарисы в космосе
Киотский университет еще в конце мая 2024 года сообщил о создании первого в истории деревянного спутника. LignoSat весит около килограмма и рассчитан на шесть месяцев работы на орбите. Спутник выполнен в форм-факторе "кубсат" — CubeSat 1U — кубик с ребром 10 см. Это популярный формат сверхмалых космических аппаратов, идеальный вариант для студенческого или стартап-проекта. Он дешевый, основан на стандартных комплектующих, унифицирован с пусковыми платформами и другими элементами.
Стоит иметь в виду, что LignoSat все же не полностью деревянный. Судя по фото, у него стандартный каркас из алюминиевого сплава, а вот стенки сделаны из древесины хoноки — японской древовидной магнолии (лат. Magnolia obovata, магнолия обратнояйцевидная).
Кстати, с определением вида дерева у многих произошла путаница. Ряд изданий сообщает, что была использована древесина хиноки — японский кипарис. Обе породы дерева используются в строительстве и отделке, а также для изготовления посуды и оружия (например, рукоятей ножей и мечей). Однако, судя по первоисточникам и визуальной оценке древесины, на этот раз в космос отправлен все-таки кубсат из магнолии.
Древесина хоноки была выбрана не случайно. Более трех лет назад деревообрабатывающая корпорация Sumitomo Forestry и Киотский университет провели испытания разных сортов древесины на модуле "Кибо" международного сегмента МКС. Образцы различных пород дерева — хоноки, японской вишни и березы — экспонировались снаружи станции в течение полугода. Поясню: главной проблемой для большинства материалов, используемых в космосе, является постоянная смена температуры в довольно больших пределах — от –120 до +120 градусов Цельсия. Древесина хоноки это испытание выдержала и потому была использована для создания LignoSat.
В ноябре 2024 года космический аппарат доставили на Международную космическую станцию, а 10 января 2025 года он был запущен американскими астронавтами. В ближайшие месяцы станет понятно, насколько хорошо первый спутник с элементами из дерева хоноки справляется со своими задачами. А о самих задачах скажу ниже.
Далеко не первый
Японские создатели много говорят о том, что они первопроходцы в деле использования дерева так такового в космической отрасли, однако это все же не совсем так. Да, спутников из дерева ранее не запускали, но материал используют с самых первых лет существования мировой космонавтики.
Кстати, в 2021 году финский стартап предлагал создание деревянного кубсата WISA. Его внешние поверхности были изготовлены из березовой фанеры, высушенной в термовакуумной камере и покрытой тонким слоем оксида алюминия. Были проведены даже стратосферные испытания такого космического аппарата, однако до запуска в космос дело не дошло.
Еще раньше запускали аппараты, содержащие древесину бальзы — в высушенном виде это чрезвычайно мягкий и легкий материал. На борту американских автоматических межпланетных станций Ranger 3, 4 и 5 (отправленных в 1962 году) находились капсулы из бальзового дерева диаметром 65 см. Они были сделаны для защиты хрупких приборов, таких как сейсмометр, при ударе о лунную поверхность на скорости от 130 до 160 км/ч. Как показал анализ, проведенный NASA, бальза оказалась лучше, чем соты из алюминия. Кроме того, эта древесина была использована в качестве изоляционного материала для второй и третьей ступеней американской сверхтяжелой ракеты Saturn V.
На современных российских "Союзах-2" тоже есть деревянные детали. Из древесины — точнее, клееной фанеры, ДСП — сделаны, например, стабилизаторы ракеты.
Так что дерево для космоса — вещь не чуждая и применяется далеко не в первый раз.
От экологов до военных
Создатели японского спутника говорят, что использование древесины и других натуральных материалов поможет более бережной эксплуатации низкой околоземной орбиты. Дело в том, что прогнозируемое увеличение числа спутников может привести к опасному росту концентраций химических веществ, которые в свою очередь способны привести к изменению климата в верхних слоях атмосферы. Алюминий, являющийся основным материалом для производства космических аппаратов, — основной виновник этого, поскольку при сгорании он образует оксиды алюминия, разрушающие озоновый слой. Это вещество также может изменять способность атмосферы отражать солнечный свет, тем самым влияя на ее тепловой баланс.
Все же сказать, насколько такие опасения реальны, сложно. Большая часть разрушений космических аппаратов происходит уже в плотных слоях атмосферы, и их объем, даже с учетом увеличения количества запусков в последние годы, совсем невелик.
Гораздо более релевантной мне представляется версия о тестировании радиопрозрачных материалов для космоса, которые впоследствии можно будет использовать, например, в военных целях. Сделанные из дерева космические аппараты гораздо сложнее обнаружить.
Совсем недавно как раз Япония демонстрировала подобные испытания. С февраля 2024 года на орбите работал японский спутник ADRAS-J, запущенный коммерческим стартапом. Официально это прототип спутника мусороуборщика, который в будущем, мол, будет работать на очистке низкой околоземной орбиты. Однако на практике он занимался и тем, что обычно делают военные спутники-инспекторы: активно маневрируя, ADRAS-J приблизился к ступени ракеты-носителя H-IIA и сделал несколько ее фотографий — с отличным, кстати, разрешением. Для прототипа спутника уборщика этот функционал излишний. А вот как потенциальный военный космический аппарат — все четко.
Есть ли подобные мысли и устремления у создателей LignoSat, пока оценить доподлинно не представляется возможным. Однако внимательно следить за такими исследованиями стоит.
Россия, кстати, в частности посредством Международной космической станции, тоже проводит подобные эксперименты — изучение новых перспективных материалов для отрасли и воздействия на них открытого космоса. К примеру, в проектах "Защитный композит" и "Выносливость".
Оценили 6 человек
8 кармы