Vệ tinh bằng gỗ mở ra kỷ nguyên khám phá không gian ít ô nhiễm hơn

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kyoto, Nhật Bản, và công ty khai thác gỗ Sumitomo Forestry, Tokyo, đã trình diễn vệ tinh có tên LignoSat vào cuối tháng Năm. Khối lập phương dài khoảng 10 cm được làm bằng các tấm gỗ mộc lan và có khung nhôm, các tấm pin mặt trời, bảng mạch và cảm biến. Các tấm này kết hợp phương pháp ghép gỗ của Nhật Bản, không dựa vào keo hoặc phụ kiện kim loại.

Trực giác của chúng ta có thể cho rằng gỗ không phù hợp sử dụng trong không gian vì nó dễ cháy. Nhưng đó lại là một đặc điểm có lợi. Để hạn chế rác vũ trụ, một mối đe dọa ngày càng lớn đối với tàu vũ trụ và trạm vũ trụ, các tầng tên lửa và vệ tinh được điều khiển cho lao vào bầu khí quyển Trái đất để bốc cháy. Trong quá trình đốt cháy này, chúng giải phóng các hạt nhôm và các kim loại khác. Nhiều vụ phóng tàu vũ trụ đang được lên kế hoạch và các nhà khoa học đã cảnh báo rằng tác động môi trường của tình trạng ô nhiễm này vẫn chưa được nhận thức đầy đủ.

Takao Doi - phi hành gia và kỹ sư tại Đại học Kyoto, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết khi LignoSat quay trở lại Trái đất, sau sáu tháng đến một năm hoạt động, gỗ mộc lan sẽ bị đốt cháy hoàn toàn và chỉ giải phóng hơi nước và CO2. Ông chỉ ra những lợi ích khác của gỗ: nó chống chịu tốt trong môi trường không gian khắc nghiệt và không chặn sóng vô tuyến, khiến cho nó thích hợp để chứa ăng-ten.

Và đã có tiền lệ về tàu vũ trụ có bộ phận bằng gỗ. Ra mắt vào năm 1962, tàu thăm dò mặt trăng Ranger 3 của NASA có vỏ bằng gỗ balsa nhằm bảo vệ tàu đổ bộ. Tuy nhiên tàu thăm dò bị trục trặc, trượt khỏi Mặt trăng và bắt đầu quay quanh Mặt trời.

Sẽ tốn khoảng 191.000 USD để thiết kế, chế tạo, phóng và vận hành LignoSat. Các cảm biến trên tàu sẽ đánh giá sức căng của gỗ, nhiệt độ, lực địa từ và bức xạ vũ trụ, cũng như thu và truyền tín hiệu vô tuyến. Vệ tinh này đã được bàn giao cho Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản JAXA và sẽ được chuyển đến Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS vào tháng 9, trước khi được phóng lên quỹ đạo vào tháng 11.

Koji Murata - thành viên nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm thiết kế vật liệu sinh học tại Trường Nông nghiệp thuộc Đại học Kyoto, cho biết: “Trong cuộc trò chuyện đầu tiên của chúng tôi, Tiến sĩ Doi đã đề xuất chúng tôi xây dựng nhà ở bằng gỗ trên Mặt trăng. Chúng tôi cũng đã thảo luận về khả năng xây dựng những mái vòm bằng gỗ trên sao Hỏa để trồng rừng bên trong.”

Những người định cư trên sao Hỏa và Mặt trăng, giống như tất cả những người tiên phong, sẽ phải tận dụng các vật liệu có tại địa hình - regolith (vật liệu đá trên bề mặt), silicon dioxide và các khoáng chất khác, trong trường hợp của sao Hỏa. Nhưng gỗ có thể góp phần tạo ra những nơi trú ẩn tạm thời hoặc lâu dài. Murata chỉ ra kế hoạch của JAXA và các đối tác công nghiệp nhằm phát triển những nơi trú ẩn được làm một phần bằng gỗ có thể được sử dụng ở Nam Cực hoặc trên Mặt trăng.

Nisa Salim - chuyên gia về vật liệu kỹ thuật tại Đại học Công nghệ Swinburne ở Melbourne, Australia, cho biết: “Các đặc tính che chắn bức xạ tự nhiên của gỗ có thể được sử dụng một cách hiệu quả để thiết kế các bức tường hoặc lớp vỏ bên ngoài của môi trường sống trong không gian nhằm mang lại sự bảo vệ. Gỗ là chất cách nhiệt hiệu quả, có khả năng khống chế nhiệt độ và giảm thiểu sự truyền nhiệt để duy trì môi trường trong nhà thoải mái. Gỗ rất dễ gia công, có thể tái tạo và phân hủy sinh học, phù hợp với các mục tiêu bền vững trong khám phá không gian.”

Salim lưu ý rằng tính toàn vẹn về cấu trúc, độ an toàn và tuổi thọ của gỗ trong không gian vẫn cần được xác minh thêm.