ابتكر علماء يابانيون واحدة من أكثر المركبات الفضائية غرابة في العالم، وهي قمر صناعي صغير مصنوع من الخشب.
وتم بناء المسبار" ليجنو سات" LignoSat من خشب ماجنوليا، والذي تبين في التجارب التي أجريت على محطة الفضاء الدولية، أنه مستقر بشكل خاص ومقاوم للتشقق.
ويجري الآن وضع اللمسات النهائية على الخطط لإطلاق المسبار على صاروخ أمريكي هذا الصيف.
وتم بناء القمر الصناعي الخشبي من قبل باحثين في جامعة "كيوتو" وشركة "سوميتومو فورستري" لصناعة الأخشاب، من أجل اختبار فكرة استخدام مواد قابلة للتحلل، مثل الخشب، لمعرفة ما إذا كان يمكن أن تكون بمثابة بدائل صديقة للبيئة للمعادن التي تُصنع منها جميع الأقمار الصناعية حاليًا.
وحذر تاكاو دوي، رائد الفضاء الياباني ومهندس الفضاء الجوي بجامعة كيوتو، مؤخرًا، من أن "جميع الأقمار الصناعية التي تدخل الغلاف الجوي للأرض تحترق وتنتج جزيئات صغيرة من الألومينيوم، والتي تعلق بالغلاف الجوي العلوي لسنوات عديدة، وفي نهاية المطاف، سوف يؤثر ذلك على بيئة الأرض.
ولمعالجة هذه المشكلة، أنشأ باحثون في جامعة "كيوتو" مشروعًا لتقييم أنواع الأخشاب، لتحديد مدى قدرتها على تحمل قسوة الإطلاق الفضائي والرحلات الطويلة في مدار حول الأرض.
وتم إجراء الاختبارات الأولية في المختبرات، التي أعادت إنتاج نفس الظروف في الفضاء، وتبين أن عينات الخشب لم تتعرض لأي تغيرات قابلة للقياس في الكتلة أو علامات التحلل أو التلف.
وقال كوجي موراتا، رئيس المشروع: "لقد أذهلتنا قدرة الخشب على تحمل هذه الظروف".
قليل من الضرر
وبعد هذه الاختبارات، أُرسلت العينات إلى محطة الفضاء الدولية، حيث خضعت لتجارب التعرض لمدة عام تقريبًا قبل إعادتها إلى الأرض. ومرة أخرى، لم تظهر على العينات سوى علامات قليلة من الضرر، وهي ظاهرة أرجعها "موراتا" إلى حقيقة أنه لا يوجد أكسجين في الفضاء يمكن أن يتسبب في احتراق الخشب، ولا توجد كائنات حية تسبب تعفنه.
وتم اختبار عدة أنواع من الخشب، بما في ذلك خشب "الكرز" الياباني، وأثبت خشب أشجار "الماجنوليا" أنه الأقوى. وقال موراتا، إنه تم استخدام هذا النوع من الأخشاب، لبناء القمر الصناعي الخشبي في كيوتو، والذي سيخضع لعدد من التجارب لتحديد مدى جودة أداء المركبة الفضائية في المدار.
وأضاف لصحيفة "أوبزرفر" البريطانية: "من مهام القمر الصناعي قياس تشوه الهيكل الخشبي في الفضاء.. فالخشب متين ومستقر في اتجاه واحد، ولكنه قد يكون عرضة لتغيرات الأبعاد والتشقق في الاتجاه الآخر".
وتابع موراتا: "إنه لا يزال يتعين اتخاذ قرار نهائي بشأن مركبة الإطلاق، مع تضييق الخيارات الآن إلى رحلة هذا الصيف على متن سفينة إمداد Orbital Sciences Cygnus إلى محطة الفضاء الدولية أو مهمة SpaceX Dragon مماثلة في وقت لاحق من العام".
ومن المتوقع أن يعمل المسبار "ليجنو سات" -وهو بحجم قدح القهوة- في الفضاء لمدة ستة أشهر على الأقل قبل السماح له بدخول الغلاف الجوي العلوي.
ولفتت "أوبزرفر" إلى أنه في حال كان أداء المسبار "ليجنو سات" جيدًا أثناء تشغيله في المدار، فيمكن فتح الباب لاستخدام الخشب كمواد بناء لمزيد من الأقمار الصناعية.
وتشير التقديرات إلى أنه من المرجح إطلاق أكثر من 2000 مركبة فضائية سنويًا في الأعوام المقبلة، في حين أن مركبات الألومنيوم الذي من المرجح أن تترسب في الغلاف الجوي العلوي أثناء احتراقها عند عودتها إلى الغلاف الجوي، قد يشكل قريبًا مشكلات بيئية كبرى.
وأظهرت الأبحاث الحديثة التي أجراها علماء في جامعة كولومبيا البريطانية بكندا، أن الألومنيوم الناتج عن إعادة دخول الأقمار الصناعية يمكن أن يسبب استنفادًا خطيرًا لطبقة الأوزون، التي تحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية للشمس، ويمكن أن يؤثر أيضًا على كمية ضوء الشمس التي تنتقل عبر الغلاف الجوي وتصل إلى الأرض.
ومع ذلك، لا ينبغي أن يكون هذا مشكلة مع الأقمار الصناعية المبنية من الخشب، مثل LignoSat، والتي عندما تحترق أثناء عودتها إلى الغلاف الجوي بعد إكمال مهمتها، فإنها لن تنتج سوى رذاذ ناعم من الرماد القابل للتحلل.