Ekologie v dobývání vesmíru. Japonci už pracují na dřevěných družicích

Dřevařská firma Sumitomo Forestry spolu s vědci z kjótské univerzity vyvíjí dřevěný materiál, který by odolal extrémním podmínkám při vzletu do vesmíru. A při návratu naopak shořel v zemské atmosféře bez většího ekologického dopadu.

Jejich společný výzkum a vývoj jde tak trochu proti hlavnímu výzkumnému proudu. Dobývání kosmu od jeho počátků doprovází vývoj nových, odolných a chytrých materiálů. Ostatně jak připomíná magazín The Economist, objevení slitiny niklu a chromu v roce 1940, bylo výsledkem práce raketových inženýrů, kteří hledali antikorozní materiál, jež by odolal extrémně vysokým teplotám při startu raketových motorů.

Současné „zlaté“ izolační fólie chránící povrch družic, jsou ze sofistikovaných materiálů jako Kapton (jde o syntetický polymer, mj. odolávající ultrafialovému záření i radioaktivnímu záření alfa, beta i gama, pozn. red.) nebo Mylar (odolný polyester použitelný mj. v rozmezí teplot od -70 °C do 150 °C, pozn. red.). Tyto pokročilé materiály byly vyvinuty už v 50. a 60. letech.

A současný král letů do vesmíru společnost SpaceX vybavila svoji kosmickou loď Dragon tepelnými štíty vyrobenými z materiálu PICA-X (phenolic impregnated carbon ablator), který je dokonce dimenzován pro případný návrat lodi z oblastí Měsíce a Marsu.

Tajné dřevo

V kontextu výše uvedeného pak nápad firmy Sumitomo – vytvořit materiál, jež by odolal obrovským teplotním změnám a intenzivní působení slunečního záření, z něčeho tak prostého, jako je dřevo, – zní jako hodně odvážné sci-fi. Zástupci firmy společně se spolupracujícími vědci nicméně tvrdí, že jsou objevu blízko.

Jeho hlavním stavebním prvkem má být celulóza a lignin, z nichž chtějí vyvinout komplexní polymery rezistentní vůči kompresi a tlaku. Hlavní výhodou hledaného materiálu má být jeho relativně nízká cena a dostupnost.

Navíc jeho výroba má být technologicky nenáročná a měla by vyžadovat pouze základní chemické suroviny. Produkce dřevěných satelitů – tzv. LignoSatů může být navíc podle japonské firmy zcela automatizovaná.

Při vývoji tým japonských výzkumníků zkouší několik druhů dřeva, jež se liší svými vlastnostmi. Favorizovaná dřevina, která bude použita na nový materiál, však zůstane firemním tajemstvím, uvedl mluvčí dřevařské firmy.

Shoření bez škody

Použitím tohoto materiálu jako součást družic a satelitů by pak znamenalo, že by po skončení jejich životnosti neobíhaly na orbitu, ale mohly by lehce shořet v atmosféře, aniž by po nich zůstaly škodlivé látky.

„Velmi nás znepokojuje skutečnost, že všechny satelity, které se hořící „vrací“ na Zem atmosférou, vytvářejí drobné částice oxidu hlinitého. Ty pak po mnoho let zůstávají v horních vrstvách atmosféry a mohou škodlivě ovlivňovat životní prostředí na planetě,“ řekl pro BBC Takao Doi, profesor na Kjótské univerzitě, který má za sebou i zkušenost astronauta. Před 12 lety podnikl let na Mezinárodní vesmírnou stanici (ISS).

V současných družicích se jako hlavní materiál využívá hliník. Ten ale do jisté míry blokuje elektronické vlny, na nichž satelit komunikuje se Zemí. Antény na jejich příjem tak musí být umístěny vně družice, což zvyšuje riziko jejich poškození.

V případě „dřevěného“ LignoSatu by obal družice neměl elektronickou komunikaci blokovat, tudíž by antény a komunikační technologie mohly být klidně uvnitř satelitu, což by jim poskytlo další ochranu. A design družice by mohl být navržen jako jakýsi úložný box.

VÍCE K TÉMATU:

Satelity zaplavují zemskou orbitu. Dnes jsou jich tam dva tisíce, za deset let to bude skoro 60 tisíc

Když dva dělají totéž… Za 8 let, kdy Češi opraví D1, dokáží Japonci postavit futuristický vesmírný přístav

Příliš velké sousto: britská náhrada satelitního systému Galileo má problémy

Vesmírná dřevostavba

Na prototypu nové družice by se mělo začít brzy pracovat. První funkční „dřevěný“ satelit by měl být vypuštěn na zemskou orbitu už v roce 2023, míní profesor Takao Doi.

Úvahy výzkumníků ale u kosmických zařízení nekončí. Totožný materiál by mohl být využit při stavbě vysoce odolných obytných dřevostaveb. Server Dezeen s odvoláním na sdělení firmy uvedl, že snahou je docílit produkce „ultraodolných dřevěných budov, které budou rezistentní vůči povětrnostním vlivům“ na Zemi.

Ostatně Japonci v této snaze nejsou sami a dřevo se jako velmi univerzální a odolný stavební prvek využívá pro čím dál větší stavby. V loňském roce byla například dokončena nejvyšší dřevěná budova světa. Vyrostla v norském městě Brumunddal s názvem Mjösa Tower a měří 85,4 metru.

Podobně jako další velké dřevostavby je i Mjösa Tower postavena z tzv. CLT panelů (ze zkratky Cross Laminated Timber, kdy jsou masivní dřevěné panely vytvořeny skládáním a lepením tenkých vrstev dřeva a využitím mechanických vlastností jeho vláken, pozn. red.), které odpovídají potřebám pro stavbu větší dřevostaveb.

Satelitů přibývá

Od vypuštění sovětské družice Sputnik v roce 1957 vyslalo lidstvo do kosmu už více než 10 tisíc objektů a jejich počet se i díky rostoucím nárokům na komunikační sítě rychle zvyšuje. Společnosti SpaceX, Starlink, Boeing, OneWeb a jiné plánují vypustit na oběžnou dráhu další tisíce satelitů.

Podle údajů americké vesmírné agentury NASA a Evropské vesmírné agentury (ESA) by do roku 2029 mohlo být na nebi až 57 tisíc satelitů.

To je podle serveru IBT více než 25násobek aktivních kosmických zařízení, které kolem Země krouží dnes.

Podívejte se na animaci, která ukazuje postupný nárůst satelitů na oběžné dráze Země. Jejím autorem je vědec Dan Oltrogge ze společnosti Analytical Graphics (AGI).

Není divu, že satelitů přibývá, neboť jde o byznys s velkým růstovým potenciálem. Jak uvedla v roce 2019 asociace Satellite Industry Association. Hodnota celosvětového trhu s družicovými širokopásmovými a televizními službami v roce 2018 činila 360 miliard dolarů. A očekává se, že do budoucna hodnota trhu mnohonásobně vzroste.

Kdo uklidí vesmírné smetí?

S přibývajícím počtem satelitů ovšem rostou i obavy odborníků z přesycenosti zemské orbity vesmírným smetím, které by mohlo být hrozbou lidstvo.

NASA i její evropský protějšek ESA již nyní monitorují tisíce tun vesmírného odpadu. Naštěstí zatím k srážkám nedocházelo, ale s nárůstem počtu se tato pravděpodobnost bude zvyšovat. Škodu totiž může buď stávajícím aktivním vesmírným zařízením i těm budoucím způsobit i relativně malý úlomek vesmírného odpadu.

Na druhou stranu časem s pokrokem technologií a aktivnímu zapojení umělé inteligence by se družice měly dokázat případné srážce vyhnout. Na tom ale musí současní hráči vesmírného dobývání ještě zapracovat. A je možné, že jedním z řešení, by mohl být právě dřevěný materiál.