cnn
–

Cohetes de aluminio y rascacielos de acero; Elegantes autobuses de alta velocidad y fachadas de cristal: así se imagina desde hace décadas “el futuro”.

Pero eso no es lo que imagina Koji Murata. Murata, investigador de la Universidad de Kyoto en Japón, ha estado explorando cómo se podrían utilizar materiales biológicos en el espacio.

Murata se preguntó si “podría construir una casa de madera en la Luna o en Marte” y decidió probar la teoría: crear un satélite de madera.

Reciente Investigación de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) descubrió que el 10% del aerosol atmosférico en la estratosfera contenía partículas metálicas procedentes de naves espaciales, incluidos satélites. Se desconoce el impacto a largo plazo de estos fragmentos metálicos, pero a los científicos les preocupa que puedan dañar la frágil capa de ozono de la Tierra.

Los satélites de madera serían mejores para el planeta y proporcionarían la misma funcionalidad que sus homólogos de metal, afirma Murata.

“Al final de su vida, los satélites vuelven a entrar en la atmósfera. La diferencia es que la madera en el LingoSat se quemará y eventualmente se convertirá en gas, mientras que los metales se convertirán en partículas finas”, dice Murata.

No es sólo un sueño: Murata y su equipo han estado trabajando en el proyecto durante cuatro años y en 2021 enviaron muestras de madera al espacio para probar la resistencia del material a las condiciones espaciales.

Ahora, ellos son trabajando con la agencia espacial japonesa (JAXA) y la NASA para poner en órbita el prototipo de satélite, llamado LingoSat, a principios del próximo año.

Magnolia, cerezo y abedul

Para Murata, director del proyecto de madera espacial de la Universidad de Kioto, la madera es una opción obvia para las estructuras espaciales.

“Cuando usas madera en la Tierra, tienes problemas de quemarse, pudrirse y deformarse, pero en el espacio no tienes estos problemas: no hay oxígeno en el espacio, por lo que no se quema, y ​​no hay criaturas vivas. en él, para que no se pudra”, dice.

La resistencia de la madera en peso es la misma que la del aluminio, lo que también la convierte en una opción atractiva para la construcción espacial, añade Murata, y las pruebas del equipo realizadas en la Estación Espacial Internacional descubrieron que la madera es notablemente fuerte en el espacio exterior.

Para el satélite, Murata probó tres tipos de madera: el abedul de Erman, que es comúnmente en el este de Asia, el cerezo japonés y la magnolia obovata, una especie originaria de Japón. Aunque el ciprés y el cedro son tipos de madera más comunes para la construcción, el equipo «eligió materiales que pudieran soportar el trabajo más detallado posible» debido a la El pequeño tamaño de los satélites, afirma Murata.

Al final, la madera de magnolia ganó porque sus celdas son pequeñas y de tamaño uniforme, lo que hace que sea más fácil trabajar con la madera y sea menos probable que se parta o rompa. dice.

Los seres humanos han estado poniendo satélites en órbita desde la década de 1950, con hasta 100 naves espaciales lanzadas cada año hasta 2010. Pero durante la última década, los lanzamientos comerciales se han vuelto más asequibles y este número ha aumentado. Ha aumentado drásticamente, superando los 1.400 nuevos satélites en 2021. Dado que es probable que aumente el número de cohetes enviados al espacio, la investigación de la NOAA ha proyectado que en las próximas décadas, hasta la mitad del aerosol atmosférico en la estratosfera podría contener partículas metálicas de naves espaciales.

Otras organizaciones también pretenden utilizar madera en el espacio.

La startup finlandesa Arctic Astronautics diseñó el WISA Woodsat, un satélite de madera que debía lanzarse al espacio en 2021. Sin embargo, el fundador de la empresa, Jari Mäkinen, afirma que el lanzamiento se retrasó por obstáculos burocráticos.

“El satélite está listo, esperando en pedazos para ser ensamblado nuevamente cuando llegue el momento”, dijo Mäkinen a CNN en un correo electrónico, y agregó que una vez que la compañía reciba su licencia de operaciones espaciales, el satélite será lanzado con el servicio privado de cohetes compartidos. Laboratorio de cohetes.

En la Universidad Khalifa en los Emiratos Árabes Unidos, ingeniero aeroespacial Yarjan Abdul Samad está considerando el grafeno como material potencial para objetos espaciales.

Samad está explorando la “nanomadera”, una madera de baja densidad combinada con grafeno para mejorar su resistencia. Samad está de acuerdo con Murata en que, como material renovable de baja densidad, la madera tiene potencial no sólo para construir satélites, sino también para futuras estructuras espaciales.

«Hay muchos (proyectos) de investigación en marcha para la agricultura espacial», dice Samad. «Si cultivamos madera en el espacio, podemos utilizarla para fabricar en el espacio».

Sin embargo, todavía hay muchas incógnitas sobre la madera en las estructuras espaciales, afirma Tatsuhito Fujita, ingeniero de JAXA que participó en la revisión del proyecto LingoSat.

«Utilizar recursos naturales para hardware espacial (tiene sentido) desde el punto de vista de los objetivos de desarrollo sostenible, pero como la madera nunca se ha utilizado en satélites, no podemos decir qué tipo de beneficio podemos obtener en este momento», afirma Fujita. .

Para JAXA y el programa J-Cube, la iniciativa de lanzamiento de satélites, la prioridad es la seguridad, y LingoSat pasó su evaluación preliminar sin preocupaciones críticas, dice Fujita. «JAXA también espera materiales estructurales más ligeros y resistentes que tengan menos probabilidades de generar escombros, y está realizando investigaciones para lograr este objetivo».

LingoSat se encuentra en las etapas finales de su revisión de seguridad y se espera que se lance en una misión conjunta de JAXA y NASA en el verano de 2024.. Murata dice que monitorearán el satélite durante un mínimo de seis meses para ver cómo se desempeña en condiciones espaciales, como cambios extremos de temperatura en el espacio.

Los investigadores monitorearán el satélite durante al menos seis meses mientras orbita la Tierra, como se muestra en esta representación. Crédito: Universidad de Kioto

«No hay mucha reducción en la resistencia de -150 a -150 grados Celsius (-238 a 302 grados Fahrenheit), esto lo confirmamos en nuestros experimentos», dice Murata. “Pero un satélite gira alrededor de la Tierra y muestra enormes diferencias de temperatura en 90 minutos. No sabemos hasta qué punto el satélite puede soportar este ciclo intenso y repetido de diferencias de temperatura, por lo que es necesario investigarlo”.

El equipo también controlará sus reacciones a las ondas de radio y los campos magnéticos, y cómo la carcasa de madera protege el semiconductor y el chip del satélite.

En teoría, la madera debería ser un material más barato de fabricar, aunque al ser una tecnología nueva, Murata dice que todavía están calculando los costes.

Hasta ahora, se han utilizado pocos materiales para misiones y objetos espaciales, afirma Murata. Espera que su investigación y LingoSat puedan mostrar las posibilidades de otros materiales de menor impacto.

“Es un material renovable, respetuoso con el medio ambiente y con las personas”, afirma Murata. «Creo que la madera podría utilizarse en el desarrollo espacial, especialmente como material interior y como material de protección contra la radiación para pequeños satélites y vehículos espaciales tripulados».