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2024年，美國和日本要用西工大的校花造一顆人造地球衛(wèi)星。這句話是不是聽起來哪哪都不挨著？別急，聽我解釋。

西工大的同學(xué)都知道，咱們的校花是~白玉蘭，每年春天開滿校園可好看了，白玉蘭是木蘭屬的一種植物，這類植物的木頭木匠說：材質(zhì)優(yōu)良，紋理直，結(jié)構(gòu)細(xì)，適合做家具。

適合做家具的東西，為什么要用來做衛(wèi)星呢？這里面的邏輯是這樣的：

我們都知道現(xiàn)在人類往地球軌道上面扔的衛(wèi)星越來越多了，這些衛(wèi)星壽終正寢之后，就會(huì)變成太空垃圾。特別是這個(gè)軌道離地球越近，空間就越小，撞到別的航天器的概率就越大。好在近地軌道有個(gè)特點(diǎn)，那就是在這個(gè)高度上，多多少少存在一些空氣，這些空氣會(huì)非常緩慢地給這里的航天器減速，于是，這里的航天器的軌道高度其實(shí)是逐漸往下降的，在近地軌道衛(wèi)星報(bào)廢之后，它們也會(huì)逐漸下降高度，最終進(jìn)入大氣層掉落下來。

那么問題又來了，天上掉下來個(gè)衛(wèi)星，就問你怕不怕，砸到花花草草怎么辦？雖說地球那么大，概率非常低，但是萬一將來發(fā)射衛(wèi)星和掉落衛(wèi)星的頻率很高的話，砸到人口稠密區(qū)的概率也會(huì)提升。這時(shí)候，木頭衛(wèi)星的好處就體現(xiàn)出來了。它在返回大氣層的過程中與大氣作用產(chǎn)生的高溫會(huì)讓他燒的干干凈凈，剩下的一些金屬部件就非常小了，也能夠想流星一樣燒完，砸到花花草草的概率就小多了。

那么，用木頭造衛(wèi)星特殊性在哪里呢？主要就是力學(xué)特性，木頭在這方面還是有一定經(jīng)驗(yàn)的，因?yàn)槿祟愖钤绲娘w機(jī)就是木頭造的，不過，相比金屬而言，木頭的強(qiáng)度和剛度都不太占優(yōu)。所謂強(qiáng)度就是不容易斷的性能，比如鋁合金的抗拉強(qiáng)度能達(dá)到兩三百兆帕，而最結(jié)實(shí)的木頭沿著它最介質(zhì)的那個(gè)順茬的方向拉，抗拉強(qiáng)度也只有100多。而所謂剛度就是不容易變形的性能，說白了就是軟硬，木材順著木紋拉，彈性模量是一萬多兆帕，鋁合金是7萬。

不過還好，相比飛機(jī)而言，衛(wèi)星的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度要求并沒有那么高，因?yàn)樗⒉挥贸惺軞鈩?dòng)載荷，只要能夠抗的住火箭發(fā)射時(shí)候的過載和振動(dòng)就行了，那個(gè)相比飛機(jī)的關(guān)鍵部件承受的載荷要小得多。除此之外，太空環(huán)境跟地球環(huán)境不太一樣，在高真空和高輻射的折磨之下，木頭的性能很可能會(huì)降低。

我查了一篇北京林業(yè)大學(xué)發(fā)表的論文，文章通過試驗(yàn)證明，在接受了γ射線的照射之后，木材的纖維素會(huì)降解，一些分子鏈會(huì)被打斷，導(dǎo)致抗拉抗彎抗壓和抗沖擊性能都會(huì)減弱。所以，木蘭木也并不是一開始就被確定為航天木頭的。在22年早些時(shí)候，它和櫻桃木、樺木一起被帶上了國際空間站，經(jīng)過了試驗(yàn)和選拔，發(fā)現(xiàn)它在宇宙環(huán)境中的性能變化最小，才確立為衛(wèi)星材料。

而由他制造的第一顆衛(wèi)星也是試驗(yàn)性質(zhì)的，非常小，只有咖啡杯那么大，你想啊，衛(wèi)星小了，上面的結(jié)構(gòu)承受的載荷也小，掛的試驗(yàn)載荷也少，發(fā)射也便宜，成本就低，就算是上天之后廢了，損失也小，就相對(duì)穩(wěn)妥，未來能夠用木頭造出多大的衛(wèi)星，要看明天他上天之后的表現(xiàn)了。

哎，校花都上太空了，我什么時(shí)候才能上去呢？我是茍勝，帶給你硬核又有趣的航空航天知識(shí)，點(diǎn)贊加關(guān)注就可以下課了。

本文為科普中國·星空計(jì)劃扶持作品

作者：梁毅辰（茍勝老師）西安航空學(xué)院講師

審核：韓文標(biāo) 中國科學(xué)院上海天文臺(tái)研究員

出品：中國科協(xié)科普部

監(jiān)制：中國科學(xué)技術(shù)出版社有限公司、北京中科星河文化傳媒有限公司