席金合 整理
木制卫星概念图
普通木料
假若制造一个飞行器,将其送入500公里外的近地太空,以每小时4万公里的速度环绕地球飞行,那么,大多数人会认为,这个飞行器所用材料肯定是耐热合金,最不行也是轻质聚合物,但绝不可能是木头。如果这样想那就错了!
由不可能到可能,是科学技术实现重大突破的惯例。当年,世界著名大发明家爱迪生,竟然想着用竹子做灯丝,人们都觉得太离奇,认为根本不可能。但爱迪生经过反复试验,最终取得让人意想不到的成功。
实际上,木头与竹子的主要成分都是优质植物纤维。于是,有人用木头做了更大的“文章”。2023 年6 月初,日本京都大学和住友林业公司向外郑重公布,他们成功研制出一款边长为10 厘米的方形木制外壳的卫星,将于2024 年3月发射升空。
众所周知,木头是用来制作桌椅、板凳的,用它制造的汽车或飞机等,在高速运行中就会散架,用来制造卫星可行吗?面对社会公众的疑虑,该项目负责人、京都大学教授兼宇航员土井隆雄解释说:“由于太空没有雨水、昆虫和细菌,因此无须担心木材腐烂。在未来,木头可能是理想的航天用材。”
早前,该研发团队曾在国际空间站外,将一组不同品种的木材暴露在太空中。经过近300 天宇宙射线的强烈辐射,所有木材几乎没有发生任何变化,其中一种更是安然无恙,这种木材来自日本的木兰树。因此,他们决定用木头来制作卫星的外壳,制作的盒状卫星是一个边长约为10厘米、重1公斤的正方体,并携带9 个小型太阳能电池,而卫星的外壳材料则是用桦木加工而成的胶合板。
木兰树
世界首款木制卫星
该卫星外壳的非木制部分是安装在一个角上的铝栏杆,以便进入太空后,有助于自身的部署。卫星装载着欧洲航天局制造的传感器,用于研究木质材料在太空的承受力和耐受性;一个金属自拍杆,上面装着一台摄像机,用于捕捉卫星木质表面的情形;此外,还有一个污染传感器,主要探查宇宙尘埃对木质表面的影响。那么,这个边长10 厘米的方形木壳袖珍型卫星,能否经得住太空极端环境的考验?让我们拭目以待。
其实,这款世界上第一颗木制卫星,来自芬兰科学记者亚里·梅基宁的新奇创意。他还是一家名为“北极宇航员”公司的老板,该公司销售方盒形袖珍卫星的复制品,供航天专业院校教学使用和太空爱好者玩赏。
梅基宁从小就喜欢制作飞机和航天器等模型,常用木头做零部件。长大后,他又担任过太空教学工作。这样的经历让他产生了一个奇妙的灵感:用木材做一颗微型卫星,再用气象气球送上太空。2017 年,他聘请了一位航天专家作首席工程师,开始设计、研制,进展十分顺利;很快,一款功能齐全的微型木质卫星出笼;接着,又对其进行改进、升级,最终送上天。
结实牢靠的金属材料那么多,却用木头制造卫星,这听起来很疯狂,似乎有点闹着玩,然而,这样做并非儿戏,而是一种有益的科学探索,会激发人们共同关注和参与太空事业的兴趣。如果这种大胆的尝试取得圆满成功,必将充分证明,经过特殊处理的木材是廉价而方便的航天器替代材料。在不久的将来,一旦大批的全木制卫星被送入轨道,将对节约资源和保护环境产生重要影响。