マグノリアの木はその独特の特性によって選ばれ、国際宇宙ステーション (ISS) でのさまざまなテストに合格しました。 写真：LR/NASA構成 | 写真: 構成 LR/NASA
にとって重要なステップにおいて、 航空宇宙産業日本は、 世界初の木製人工衛星ニックネーム リグノサット、増大する宇宙汚染問題と戦うことを目的としています。 この先駆的なプロジェクトは、 京都大学 そして 住友林業は、宇宙における持続可能性を理解する方法に革命をもたらすことを目指しています。 この取り組みは、材料の革新と環境への取り組みでも際立っています。
彼 木製衛星、その寸法はコーヒーカップに匹敵し、宇宙技術の設計と構造における根本的な変化を象徴しています。 その開発により、宇宙の極限条件に耐えることが可能になります。 この衛星は約束します 地球の大気圏に再突入すると完全に崩壊するこれにより、スペースデブリが将来の宇宙ミッションと地球自体の両方に対する脅威として存続するリスクが軽減されます。
初の木製人工衛星が宇宙に打ち上げられる
このプロジェクトは、以下の間のコラボレーションの結果です。 住友林業森林管理と木材生産を専門とする日本の企業、そして 京都大学の支援を受けて NASAとJAXA。 この学際的なチームは、材料、航空宇宙工学、持続可能性の専門知識を活かして木製衛星のコンセプトを現実化し、この要素が宇宙技術の実行可能な材料としての可能性を実証しました。
木製衛星の寸法はコーヒーカップに匹敵します。 写真：SpaceFabrics/X.
の創造 リグノサット これには、宇宙の過酷な条件に耐えることができる最適な種類の木材を特定するための徹底的な研究開発プロセスが必要でした。 マグノリアの木はそのユニークな特性に基づいて選択され、その後、工場での厳しいテストを受けました。 国際宇宙ステーション (ISS)。 これらの試験により、宇宙の真空、温度変化、放射線にさらされた後でも木材が変形、ひび割れ、表面損傷を受けないことが確認されました。 さらに、大気圏への再突入時に木材が制御された方法で燃焼し、追加のスペースデブリが発生するリスクを確実に排除するための実験が行われました。
NASAと 宇宙航空研究開発機構 (JAXA) 打ち上げを計画しているこのミッションのために力を合わせました リグノサット 衛星の建設にマグノリアの木を使用するという決定は、その強度を証明した以前の研究に基づいていました。 人工衛星は地球の大気圏に再突入すると、有害物質を放出せずに灰になるように設計されている。
宇宙汚染の現状はどうなっているのでしょうか？
スペースデブリとしても知られる宇宙汚染とは、地球の周りを周回し、もはや有用な機能を果たさなくなった人工の物体や破片を指します。 この問題はその後悪化しました 1957年に宇宙時代が始まるの発売に伴い スプートニク1。 現在の状況は、使用されていない衛星、使用済みのロケットステージ、衝突や崩壊による破片の蓄積により憂慮すべきものです。
2023 年 4 月には、約 地球を周回する1mmから1cmの物体は1億2,800万個、1から10cmの物体は90万個以上、10cmを超える物体は約34,000個。 これらは高速で移動するため、有人・無人を問わず宇宙ミッションにとって重大なリスクとなり、運用中の衛星や人工衛星に破壊的な影響を与える可能性があります。 国際宇宙ステーション (ISS)。
そこには NASAプログラムオフィス for Space Debris は、この問題の監視と研究を担当する組織の 1 つであり、デブリの発生を最小限に抑えるための衛星設計慣行の改善や、スペースデブリ除去技術の開発など、さまざまな戦略を通じて関連するリスクの軽減を目指しています。 しかし、SpaceX の Starlink や アンウェブ スペースデブリの制御と管理にさらなる課題をもたらします。
どのような種類の木材が使用されたのか、またその理由は何ですか?
日本が宇宙に打ち上げる予定の木製人工衛星は、 マグノリアの木。 この材料が選ばれたのは、有用で生分解性があり、宇宙では木材は腐ったり燃えたりせず、地球の大気圏に突入すると焼却されて細かい灰になるからです。 この衛星は、日本の宇宙機関 (JAXA) および NASA と協力して、京都大学のスペースウッド研究所によって開発され、3 つの異なる木材サンプルでテストされ、その打ち上げはスペースデブリの削減に役立つと期待されています。
マグノリアの木は、他の木と同様、主に植物の細胞壁の 3 つの主要成分であるセルロース、ヘミセルロース、リグニンで構成されています。 以下では、これらの各コンポーネントについて説明します。
- セルロース: 最も豊富な成分であり、長い鎖のグルコース分子で構成されています。 セルロースは木材に強度と剛性を与え、木材の支持力に関与します。
- ヘミセルロース：セルロースとは異なり分岐構造を持ち、数種類の糖が含まれた多糖類です。 ヘミセルロースはセルロース繊維の結合を助け、木材の弾力性に貢献します。
- リグニン: 剛性を与える複雑なポリマーであり、セルロースとヘミセルロース繊維を結合する細胞間の接着剤としても機能します。 リグニンは木材の腐敗や害虫の攻撃に対する抵抗力に不可欠です。
これらの主成分に加えて、マグノリアの木には少量の抽出物やミネラルも含まれる場合があります。 抽出物には、樹脂、エッセンシャルオイル、タンニン、その他の有機化合物が含まれる場合があり、これらは臭気、色、耐腐朽性などの木材の物理的および化学的特性に影響を与える可能性があります。 ミネラルは非常に微量ですが、木材の加工や耐久性に影響を与える可能性があります。
これらの成分の割合と化学組成は、マグノリアの種、生育条件、その他の環境要因によって異なる可能性があることに注意することが重要です。
