اولین ماهواره چوبی جهان، LignoSat، در 5 نوامبر به فضا پرتاب شد. LignoSat که توسط تیمی از محققان دانشگاه کیوتو ژاپن و جنگلداری سومیتومو توسعه یافته است، قصد دارد پتانسیل چوب را به عنوان ماده ای برای ماموریت های فضایی به ماه، مریخ و فراتر از آن نشان دهد. این ماهواره قبل از پرتاب شدن به مدار زمین در ارتفاع تقریبی 400 کیلومتری از طریق ماموریت اسپیس ایکس به مقصد ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) پرتاب شد.
این پروژه ترکیبی از تکنیک‌های سنتی نجاری ژاپنی و فناوری پیشرفته فضایی را به نمایش می‌گذارد که مواد تجدیدپذیر و زیست تخریب‌پذیر را به خط مقدم اکتشافات فضایی می‌آورد. محققان امیدوارند که این آزمایش بینش های ارزشمندی را در مورد استفاده از چوب در محیط خشن فضا ارائه دهد و دری را به سوی عصر جدیدی از سازه های فضایی پایدار باز کند.
الهام‌بخش LignoSat امکان تبدیل شدن چوب به مواد کلیدی در برنامه‌های بلندمدت بشر برای اکتشاف فضا است. پروفسور تاکائو دوی، دانشمند دانشگاه کیوتو و فضانورد سابق، چوب را منبعی پایدار می داند که می تواند ابزار و سرپناه مورد نیاز برای زندگی و کار در فضا را به کاوشگران فضایی آینده ارائه دهد.
پروفسور دوی گفت: “با چوب، ماده ای که می توانیم خودمان بسازیم، می توانیم خانه بسازیم، برای همیشه در فضا زندگی کنیم و کار کنیم.” وی در ادامه خاطرنشان کرد که این چشم انداز بخشی از یک برنامه 50 ساله است که شامل ایجاد زیستگاه های مبتنی بر چوب در ماه و مریخ است و آنچه که به طور سنتی ماده منحصر به فرد زمین بوده است به یک جزء قابل دوام از زیرساخت های بین سیاره ای تبدیل می شود.
پروژه پیشگام LignoSat در راستای چشم اندازی بزرگتر از رویکرد دایره ای و زیست محیطی به اکتشاف فضا است. زیستگاه ها و وسایل نقلیه مبتنی بر چوب را می توان با استفاده از مواد رشد یافته در زمین یا حتی کشت خارج از جهان با فناوری های کشاورزی آینده ساخت. این مدل پایدار با هزینه های زیست محیطی بالای مواد فضایی معمولی که نیاز به استخراج، پردازش و حمل و نقل فشرده دارند، مقابله می کند.
با توجه به اینکه فضاپیماهای مدرن از فلزات، سرامیک و کامپوزیت ها استفاده می کنند، انتخاب چوب برای کاربردهای فضایی ممکن است غیر متعارف به نظر برسد. با این حال، دوام چوب در خلاء می تواند مزایای منحصر به فردی را نسبت به این مواد سنتی ارائه دهد. برخلاف روی زمین که چوب به دلیل اکسیژن و رطوبت در معرض پوسیدگی و آتش سوزی است، فضا فاقد این عناصر است، به این معنی که چوب پایدار می ماند و کمتر در معرض تخریب قرار می گیرد.
کوجی موراتا، استاد جنگلداری در دانشگاه کیوتو، بر این دوام فراموش شده تأکید می‌کند: «هواپیماها در اوایل دهه 1900 از چوب ساخته می‌شدند. ماهواره چوبی نیز باید امکان پذیر باشد. با بازتعریف نقش چوب در فناوری پیشرفته، این تیم امیدوار است نشان دهد که آنچه زمانی یک ماده منسوخ تلقی می شد، می تواند در زمینه اکتشافات فضایی به لبه برتر تبدیل شود.
علاوه بر این، حداقل ردپای محیطی چوب می تواند مشکل رو به رشد زباله های فضایی را حل کند. همانطور که پروفسور دوی توضیح می‌دهد، ماهواره‌های سنتی عمدتاً از فلزاتی ساخته می‌شوند که در هنگام ورود مجدد به جو زمین، ذرات اکسید آلومینیوم مضر ایجاد می‌کنند و هوا را آلوده می‌کنند و به طور بالقوه بر لایه اوزون تأثیر می‌گذارند. از سوی دیگر، یک ماهواره چوبی بدون ضرر می سوزد و اثرات زیست محیطی از کار انداختن ماهواره را کاهش می دهد.
دوی پیشنهاد کرد: “ماهواره های فلزی ممکن است در آینده ممنوع شوند.” اگر بتوانیم ثابت کنیم که اولین ماهواره چوبی ما کار می کند، می خواهیم آن را به SpaceX ایلان ماسک بدهیم.
این تیم پس از یک مرحله آزمایش سخت، چوب هانوکی را که از درخت ماگنولیا ژاپنی گرفته شده بود، انتخاب کردند. هانوکی به دلیل خاصیت ارتجاعی و وزن سبکی که دارد در ژاپن برای ساخت غلاف شمشیر و آلات موسیقی کاربرد زیادی دارد. پس از یک آزمایش 10 ماهه بر روی ایستگاه فضایی بین‌المللی، محققان به این نتیجه رسیدند که ویژگی‌های هانوکا آن را به ویژه برای کاربردهای فضایی، مقاومت در برابر دمای شدید و مقاومت در برابر اشکال مختلف تخریب، مناسب می‌کند.
هنگام ایجاد LignoSat، این تیم از تکنیک‌های سنتی نجاری ژاپنی پیروی می‌کردند، از پیچ‌ها یا چسب‌هایی که به طور بالقوه می‌توانند خراب شوند یا باعث ایجاد عوارض در خلاء شوند، اجتناب کردند. در عوض، آنها از اتصالات در هم‌بسته دقیق برای مونتاژ ماهواره‌ای به اندازه کف دست استفاده کردند که تلفیقی منحصر به فرد از میراث صنایع دستی ژاپنی با فناوری پیشرفته را به نمایش گذاشت.
هنگامی که LignoSat به مدار می رسد، هر 90 دقیقه یکبار با گذر از نور خورشید به تاریکی سایه زمین، با نوسانات دمایی تا 200 درجه سانتیگراد مواجه می شود. این یک آزمایش مهم برای استحکام چوب است و می تواند بینشی در مورد چگونگی استفاده از آن برای ساخت و ساز در فضا ارائه دهد. این مأموریت همچنین نحوه واکنش چوب هانوکا به تشعشعات کیهانی را بررسی می کند و پتانسیل آن را به عنوان یک ماده محافظ برای الکترونیک در برابر اثرات مخرب تشعشعات کیهانی ارزیابی می کند.
اگرچه LignoSat در درجه اول یک ماهواره آزمایشی است، اما نمادی از آغاز یک دوره جدید در اکتشاف فضا و صنعت جنگلداری است. این تیم پیشنهاد می‌کند که در صورت موفقیت، چوب می‌تواند به ماده اولیه برای ساخت زیرساخت‌های فرازمینی تبدیل شود، که می‌تواند رونق غیرمنتظره‌ای را برای صنعت جنگل فراهم کند. کنجی کاریا، مدیر موسسه تحقیقاتی تسوکوبای جنگلداری سومیتومو، تأثیرات صنعتی بالقوه را برجسته می کند:
کاریا خاطرنشان کرد: «ممکن است قدیمی به نظر برسد، اما چوب در واقع یک فناوری پیشرفته است زیرا تمدن به سمت ماه و مریخ می رود. گسترش به فضا می تواند صنعت جنگل را تقویت کند.
اگر LignoSat موفقیت آمیز باشد، تقاضا در صنعت جنگل افزایش می یابد و منجر به سرمایه گذاری در جنگلداری و احتمالاً نوآوری در نجاری و ساخت و ساز می شود. در مقیاس بزرگتر، این موفقیت می‌تواند راه را برای گسترش صنعت جهانی جنگل در کاربردهای پیشرفته و پایدار هموار کند و چوب را به‌عنوان جایگزینی بی‌خطر برای محیط‌زیست برای پیشرفت‌های فناوری آینده قرار دهد.
علیرغم وعده ماموریت LignoSat، استفاده از چوب در فضا خالی از چالش نیست. مسائلی مانند یکپارچگی سازه تحت بارهای شدید و سازگاری با الزامات مأموریت فضایی به تحقیقات و انطباق گسترده نیاز دارد. با این حال، موفقیت LignoSat ممکن است اعتماد به نفس را در مورد دوام چوب برای کاربردهای بلندپروازانه تر القا کند.
در سال‌های آینده، پروفسور دوی و تیمش قصد دارند از ماهواره‌های چوبی به زیستگاه‌ها و امکانات چوبی در مقیاس کامل در ماه و مریخ حرکت کنند. آنها پیشنهاد می کنند که جنگل های هونوکا و سایر درختان مناسب را می توان تحت شرایط کنترل شده بر روی این اجرام آسمانی پرورش داد و منبع تجدیدپذیری از مصالح ساختمانی و حتی وسیله ای برای تولید اکسیژن فراهم کرد.
اهداف بلندمدت این تیم با اهداف گسترده‌تر ناسا، ESA و سایر آژانس‌های فضایی که فعالانه در حال بررسی راه‌هایی برای ایجاد زیستگاه‌های پایدار در سیارات دیگر هستند، همسو می‌شود. اگر ثابت شود که چوب ماده مناسبی برای ساختن زیستگاه‌ها و وسایل نقلیه در محیط‌های فرازمینی است، می‌تواند اساساً رویکرد ایجاد مستعمرات فضایی را تغییر دهد و اکتشافات فضایی را با ملاحظات زیست‌محیطی که اغلب در مأموریت‌های گذشته نادیده گرفته شده‌اند، آشتی دهد.