Lo que un satélite de madera propuesto podría (y no pudo) lograr.
Una extraña propuesta de satélite hecha a fines de 2020 por una compañía japonesa hizo que muchos expertos espaciales se rascaran la cabeza en 2021.
La propuesta salió de la Universidad de Kyoto en asociación con Sumitomo Forestry en Japón, aunque la mayor parte de la información sobre el proyecto proviene de un Publicación de la BBC citando al astronauta de la Agencia de Exploración Aeroespacial Japonesa (JAXA) y profesor de la Universidad de Kioto Takao Doi, quien voló a bordo del transbordador espacial estadounidense en las misiones STS-87 y STS-123 a la Estación Espacial Internacional. ¿STS-123 entregó e instaló el Kib de JAXA? módulo en 2008.
La idea es el diseño de un satélite de madera, como alternativa a los materiales de construcción tradicionales. Aunque esta curiosa idea parece un paso atrás en la era espacial moderna, la madera en realidad tiene muchas cualidades preferibles como material de construcción liviano pero duradero. Sin embargo, la idea de un 'WoodSat' como respuesta al creciente problema de los desechos espaciales en la órbita terrestre baja estar bajo fuego como la historia hizo su ronda durante la semana pasada.
Lo que un satélite de madera abordaría (y no lo haría)
Sin duda, un satélite de madera no abordaría el problema de la basura espacial en la órbita de la Tierra ... o al menos, no de la forma que uno pensaría, o de la forma en que muchos medios de noticias están volviendo a informar actualmente. El Centro de Operaciones Espaciales Combinadas de EE. UU., Space-Track, actualmente cataloga más de 47.000 objetos en órbita terrestre baja, desde satélites activos hasta propulsores de cohetes desechados y pequeños fragmentos de escombros de hasta un centímetro de tamaño. Se estima que existen millones de micro-meteoroides artificiales más diminutos en LEO, y estos objetos periódicamente 'chorrean' satélites y naves espaciales, incluida la Estación Espacial Internacional. A El estudio de 2020 sugiere que sabemos aún menos sobre la población de desechos artificiales en la órbita terrestre alta.
El problema es que toda esa basura en LEO todavía está zumbando a unos 7,8 kilómetros por segundo, ya sea de metal, plástico o madera ... y esa velocidad todavía tendrá un gran impacto, independientemente de de qué esté hecha la partícula veloz.
Un micro-escombros de meteoroides choca contra una ventana de la cúpula a bordo de la ISS. Crédito: NASA
¿Qué tal abordar la reentrada de satélites y la contaminación atmosférica? Al principio, la idea de un satélite de madera que simplemente se desintegraría al volver a entrar parece una buena idea ... después de todo, los satélites incorporan muchos compuestos exóticos y metales de tierras raras, ¿verdad? Bueno, desafortunadamente, hacer el marco de madera (un conductor electrónico deficiente y esencialmente un compuesto de carbono) realmente no cambiará las cosas, ya que los componentes electrónicos del interior aún deberán estar hechos de compuestos conductores. Además, muchos de los compuestos problemáticos que regresan a la Tierra son tóxicos (piense en el combustible de hidracina a bordo de la fallida misión Phobos-Grunt en 2011-2012) y, muy ocasionalmente, plantas de energía radiactiva y nuclear. Las reentradas radiactivas son una rareza en estos días, pero han ocurrido en el pasado, como el módulo lunar convertido en bote salvavidas.Acuarioen el Apolo 13, y la reentrada de Kosmos 954 sobre el Ártico canadiense en 1978.
Cientos de reentradas ocurren en un año promedio, pero incluso si fuerantodoshecho de madera, eso sigue siendo un goteo en comparación con las 15.000 toneladas de material cosmógeno natural que golpea la Tierra cada año.
¿Hay algún uso práctico para 'WoodSat'? Aquí hay una posible ventaja de un satélite de madera: la madera es en gran parte transparente a las ondas de radio, lo que significa que podría mantener la mayoría de sus antenas de comunicaciones e investigación internas: no más instrumentos voluminosos desplegados después de alcanzar la órbita. De hecho, la 'falla en el despliegue' una vez que se alcanza la órbita ha condenado a muchos satélites ... y esto no sería un problema con WoodSat.
La mayoría de la madera también contiene una cantidad variable de humedad que se evaporaría rápidamente en el vacío del espacio, dejando huecos porosos. La madera elegida también necesitaría exhibir una baja expansión térmica, ya que estaría expuesta a altas fluctuaciones de temperatura. Hasta ahora, la composición exacta de la madera que Sumitomo Forestry utilizaría para dicho satélite está declarada por la empresa como propietaria, aunque Takao Doi sí cita un estudio realizado en la parte expuesta del Kib? Laboratorio a bordo de la Estación Espacial Internacional observando la elasticidad de varios tipos de madera cuando se exponen al espacio.
La mitad de un limitador impactador de madera de balsa Ranger. Crédito: NASA
¿Ha habido alguna vez un satélite que incorpora principalmente madera ¿antes de? Sí: las primeras misiones Ranger de la NASA a la Luna en la década de 1960 incorporaron en realidad una esfera de madera de balsa de 'impactador limitador', destinada a sobrevivir a un choque en la superficie lunar. Desafortunadamente, la mayoría de esos primeros Rangers fallaron poco después del lanzamiento o se perdieron la Luna por completo ... un impactador de madera a bordo del Ranger 4 pudo haber quedado intacto cerca del cráter Ioffe en el lado lejano lunar, pero si lo hizo, nunca llamó a casa.
¿Todavía en la superficie lunar? La nave espacial Ranger 4 en la Tierra poco antes de la encapsulación, con el limitador del impactador de madera de balsa visible (la bola justo debajo del cono de la nariz). Crédito: NASA
Otra idea interesante es construir un escudo térmico de reentrada de madera. China incorporó esta característica utilizando escudos térmicos de madera de roble blanco impregnado en su Fanhui Shei Weixing satélites de reconocimiento, en un diseño que supuestamente funcionó bastante bien.
¿Cuándo podría llevar WoodSat al espacio? Bueno, por ahora, Takao Doi y su equipo están considerando implementar un diseño inicial en los próximos años, con un lanzamiento quizás para 2023. El diseño que vemos en la única maqueta lanzada por Sumitomo Forestry parece que está basado en un cubesat estándar de 6U.
Por ahora, 'Woodsat' sigue siendo una posibilidad interesante, aunque una solución más viable al problema de la basura espacial es incorporar funciones de eliminación como velas de arrastre como equipo estándar, lo que permite que los satélites vuelvan a entrar poco después de que concluyan su vida útil en órbita.
Crédito de la imagen principal: una maqueta de satélite de madera. Sumitomo Forestry.