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這可不是“過(guò)家家”，木質(zhì)結(jié)構(gòu)的衛(wèi)星居然飛上了太空！

11月4日，世界首顆木殼人造衛(wèi)星LignoSat，搭乘美國(guó)太空探索技術(shù)公司的貨運(yùn)飛船成功升空入軌。這顆僅重一公斤的小衛(wèi)星，讓人們看到了商業(yè)航天快速發(fā)展的當(dāng)下，成本和可持續(xù)性發(fā)展已經(jīng)被提上了“議事日程”。

“人造衛(wèi)星在人類(lèi)探索宇宙、通信、氣象監(jiān)測(cè)等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，其制造材料的選擇更為關(guān)鍵。”11月6日，天津大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院教授隋天一接受科普時(shí)報(bào)記者采訪時(shí)表示，傳統(tǒng)人造衛(wèi)星大多采用鋁合金、鎂合金、鈦合金等金屬材料制成，這些材料具有高強(qiáng)度、高剛度以及良好的抗輻射性能，能夠在極端太空環(huán)境中保持穩(wěn)定性。但隨著航天技術(shù)的不斷發(fā)展，探索更加環(huán)保、可持續(xù)的材料用于衛(wèi)星制造，正成為一種必然。

從LignoSat的成功來(lái)看，木材是其中一個(gè)備受關(guān)注的選擇。

不過(guò)，商業(yè)衛(wèi)星制造企業(yè)——微納星空的結(jié)構(gòu)總體設(shè)計(jì)師嚴(yán)洲在接受記者采訪時(shí)指出，木質(zhì)材料進(jìn)入太空后，被太陽(yáng)照射時(shí)會(huì)極速膨脹，到地球背面后，則會(huì)因太冷而劇烈收縮。“所以，用木材造衛(wèi)星，在工藝方面需要考慮太多因素，規(guī)模化應(yīng)用前使用成本肯定不會(huì)低。”

對(duì)此，隋天一介紹說(shuō)，科研人員早在2001年就開(kāi)始研究輻射對(duì)于木材的影響，在2020年將木材攜帶至國(guó)際空間站，并開(kāi)展了長(zhǎng)時(shí)間的太空暴露實(shí)驗(yàn)。“實(shí)驗(yàn)證明，木材能夠在太空環(huán)境中經(jīng)歷長(zhǎng)達(dá)290天的巨大溫差考驗(yàn)，以及強(qiáng)輻射環(huán)境下保持良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性。當(dāng)然，對(duì)于長(zhǎng)期在軌衛(wèi)星，木材服役穩(wěn)定性仍面臨巨大挑戰(zhàn)，是否能夠持續(xù)‘發(fā)揮出色’，需要進(jìn)一步探索。”隋天一強(qiáng)調(diào)。

微納星空科研質(zhì)量部部長(zhǎng)張又升也認(rèn)為，木材擁有成本低和綠色環(huán)保的特點(diǎn)，讓木制衛(wèi)星在完成使命后能夠在大氣層中完全燃燒，不留下太空垃圾，應(yīng)用在航天領(lǐng)域是一種創(chuàng)新突破。“但需要注意的是，木材在材料屬性和加工特點(diǎn)上，并未達(dá)到鋁蒙皮、復(fù)合材料、3D打印點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的替代優(yōu)勢(shì)，能否廣泛應(yīng)用還有待更深入的分析。”

或許，用木頭造衛(wèi)星還存在諸多痛點(diǎn)，但LignoSat的成功其實(shí)已經(jīng)指明了方向。此外，在木制衛(wèi)星的諸多優(yōu)勢(shì)中，良好的隔熱性能和電磁波穿透性讓衛(wèi)星內(nèi)部和外部的電磁波傳輸更加順暢，這對(duì)于商業(yè)低軌道、短周期的衛(wèi)星發(fā)展很友好。

“當(dāng)然，這一特性也使木質(zhì)材料的衛(wèi)星無(wú)法屏蔽外部的電磁干擾，需要引入其他材料以應(yīng)對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境的影響。”隋天一說(shuō)，目前木制衛(wèi)星中的木材主要以結(jié)構(gòu)材料的形式出現(xiàn)，LignoSat也只是用了木質(zhì)外殼。

據(jù)了解，LignoSat將在太空中運(yùn)行至少6個(gè)月，以監(jiān)測(cè)木制結(jié)構(gòu)在太空中的應(yīng)力、溫度等變化，并將數(shù)據(jù)傳回地面進(jìn)行分析。這一過(guò)程中，木制衛(wèi)星也將充分展示其在太空環(huán)境中的穩(wěn)定性和可靠性。

LignoSat所帶來(lái)的創(chuàng)新性和潛在優(yōu)勢(shì)已經(jīng)引起廣泛關(guān)注，相信未來(lái)會(huì)有更多木制衛(wèi)星加入到太空探索的行列中。“當(dāng)前，綠色環(huán)保已成為全球科研人員關(guān)注的重點(diǎn)話(huà)題，將更多的天然材料用于衛(wèi)星制造中也是課題之一。用木頭造衛(wèi)星，是‘綠色航天’一次很好的嘗試。”隋天一說(shuō)。