Das ist nicht nur Vater-Mutter-Kind-Spielen, Holzsatelliten können auch ins All fliegen!

Reporter Chen Jie von Popular Science Times

Das ist nicht nur ein Familienspiel, der Holzsatellit ist tatsächlich ins All geflogen!

Am 4. November wurde der weltweit erste künstliche Satellit mit Holzrumpf, LignoSat, erfolgreich an Bord eines Frachtraumfahrzeugs der US-amerikanischen Space Exploration Technologies Corporation in die Umlaufbahn gebracht. Dieser kleine, nur ein Kilogramm schwere Satellit zeigt den Menschen, dass mit der rasanten Entwicklung der kommerziellen Raumfahrt Kosten und nachhaltige Entwicklung auf die „Tagesordnung“ gesetzt wurden.

„Künstliche Satelliten spielen in vielen Bereichen eine wichtige Rolle, etwa bei der menschlichen Erforschung des Universums, der Kommunikation und der Wetterüberwachung. Und die Auswahl ihrer Fertigungsmaterialien ist dabei umso wichtiger.“ Am 6. November sagte Sui Tianyi, Professor an der Fakultät für Maschinenbau der Universität Tianjin, in einem Interview mit einem Reporter von Science Times, dass herkömmliche künstliche Satelliten größtenteils aus metallischen Materialien wie Aluminiumlegierungen, Magnesiumlegierungen und Titanlegierungen hergestellt würden. Diese Materialien weisen eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und gute Strahlungsbeständigkeit auf und können ihre Stabilität in extremen Weltraumumgebungen aufrechterhalten. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Luft- und Raumfahrttechnologie wird jedoch die Erforschung umweltfreundlicherer und nachhaltigerer Materialien für die Satellitenherstellung immer notwendiger.

Gemessen am Erfolg von LignoSat ist Holz eine Option, die viel Aufmerksamkeit erhalten hat.

Yan Zhou, Chef-Konstrukteur von Micro-Nano Star, einem Unternehmen zur Herstellung kommerzieller Satelliten, wies in einem Interview mit Reportern jedoch darauf hin, dass sich Holzmaterialien nach dem Eintritt in den Weltraum unter Sonneneinstrahlung rasch ausdehnen und auf der Rückseite der Erde aufgrund der zu großen Kälte drastisch schrumpfen. „Daher müssen beim Bau von Satelliten aus Holz zu viele handwerkliche Faktoren berücksichtigt werden, und die Nutzungskosten werden vor einer großflächigen Anwendung definitiv nicht niedrig sein.“

In diesem Zusammenhang führte Sui Tianyi ein, dass wissenschaftliche Forscher bereits im Jahr 2001 damit begonnen hätten, die Auswirkungen von Strahlung auf Holz zu untersuchen, im Jahr 2020 Holz zur Internationalen Raumstation transportiert und Langzeitexperimente zur Weltraumbestrahlung durchgeführt hätten. Experimente haben gezeigt, dass Holz im Weltraum großen Temperaturunterschieden von bis zu 290 Tagen standhält und auch in strahlungsintensiver Umgebung eine gute strukturelle Festigkeit und Stabilität behält. Natürlich ist die Lebensdauer von Holz bei Satelliten, die sich über einen längeren Zeitraum im Orbit befinden, noch immer mit enormen Herausforderungen verbunden. Ob es weiterhin seine gute Leistung erbringen kann, muss noch weiter erforscht werden. betonte Sui Tianyi.

Zhang Yousheng, Leiter der Qualitätsabteilung für Mikro- und Nano-Weltraumforschung, ist ebenfalls davon überzeugt, dass Holz kostengünstig und umweltfreundlich ist, sodass Holzsatelliten nach Abschluss ihrer Mission vollständig in der Atmosphäre verbrennen können, ohne Weltraummüll zu hinterlassen. Seine Anwendung im Luft- und Raumfahrtbereich ist ein innovativer Durchbruch. Allerdings muss beachtet werden, dass Holz hinsichtlich Materialeigenschaften und Verarbeitungseigenschaften nicht die Vorteile von Aluminiumhaut, Verbundwerkstoffen und 3D-gedruckten Gitterstrukturen bietet. Ob es flächendeckend eingesetzt werden kann, muss noch weiter untersucht werden.

Vielleicht gibt es beim Bau von Satelliten aus Holz noch viele Schwachstellen, aber der Erfolg von LignoSat hat tatsächlich die Richtung vorgewiesen. Zu den vielen Vorteilen von Holzsatelliten gehören außerdem die gute Wärmedämmung und die gute Durchdringung elektromagnetischer Wellen, die eine gleichmäßigere Übertragung elektromagnetischer Wellen innerhalb und außerhalb des Satelliten ermöglichen, was die Entwicklung kommerzieller Satelliten mit niedriger Umlaufbahn und kurzer Umlaufdauer sehr begünstigt.

„Diese Eigenschaft macht es natürlich auch für Satelliten aus Holzmaterialien unmöglich, externe elektromagnetische Störungen abzuschirmen, und es müssen andere Materialien eingesetzt werden, um den Einflüssen komplexer elektromagnetischer Umgebungen standzuhalten.“ Sui Tianyi sagte, dass Holz in Holzsatelliten derzeit hauptsächlich in Form von Strukturmaterialien vorkommt und LignoSat lediglich eine Holzhülle verwendet.

Es wird davon ausgegangen, dass LignoSat mindestens sechs Monate lang im Weltraum betrieben wird, um Änderungen der Spannung, Temperatur usw. von Holzkonstruktionen im Weltraum zu überwachen und die Daten zur Analyse zurück zur Erde zu übertragen. Dabei werden auch Holzsatelliten ihre Stabilität und Zuverlässigkeit im Weltraum voll unter Beweis stellen.

Die Innovation und die potenziellen Vorteile von LignoSat haben große Aufmerksamkeit erregt. Man geht davon aus, dass in Zukunft weitere Holzsatelliten in die Weltraumforschung aufgenommen werden. „Der Umweltschutz ist derzeit für Forscher weltweit ein zentrales Thema. Auch die Verwendung natürlicherer Materialien bei der Satellitenherstellung ist eines dieser Themen. Der Bau von Satelliten aus Holz ist ein guter Ansatz für eine umweltfreundliche Luft- und Raumfahrt“, sagte Sui Tianyi.