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人造衛星也環保 日本2023年將木製衛星送入太空

為開發木材應用潛力,日本提出用木頭當外殼的可消耗式木造人造衛星。圖為目前製作尚未加裝太陽能電池與固定外框的木造人造衛星外觀。京都大學

創業將達331年的日本木材建設公司住友林業(Sumitomo Forestry),現在要開拓令人意外的新事業:太空事業,該公司與日本京都大學(Kyoto University)進行宇宙木材計畫(LingoStella Project),預定在2023年把木造人造衛星(LingoSat)送上太空,提供迥異於現有衛星概念的產品。

根據多家日本媒體報導,木材的主要優點在於幾乎不干擾電磁波,因此通信天線或電磁感測器都不用伸出衛星外側,減低不必要的活動機構重量及成本,可以作成簡單的方箱;且與主流衛星材料鋁合金相比,壽命將屆落回地球時,很容易整個燒掉,減少鋁合金燃燒汙染大氣、以及未燃盡碎片落地風險。

雖然木頭不透明,所以太陽能電池還是要裝在外側,但只要用高效能的太陽能電池及省電基板元件,太陽能電池只要貼滿表面即可,不用向外伸出,提高人造衛星空間效率,而且方盒形狀容易堆疊,還能增加一次發射的火箭內部裝載衛星總數。

由於未來低成本消耗性小型衛星市場將明顯擴大,當基地台用的通信衛星技術需求,可說完全符合木造人造衛星技術特性,其他用途衛星的無線通信部分也適用,市場前景看好。

推動這計畫的京都大學宇宙綜合學教授土井隆雄,過去是日籍太空人,根據經驗看好木材在太空的應用,現在同時進行多種木材在太空環境的測試,以及實驗用木造人造衛星的設計製作。

根據目前的測試結果,木材在太空1年受各種射線照射後,被削掉的厚度不到1毫米(mm),2021年12月已把木材送到太空實驗室測試6個月;至於實驗人造衛星,則是長寬各10釐米(cm)、高11.3釐米、重量約1.1公斤的方箱,會送到約400公里的低高度軌道,外殼除太陽能電池及固定用鋁框外,都由木材製成。

住友木業現有長期計畫之一,是在創業350週年的2041年,建設現代化木製高樓,展現木材不遜於鋼筋水泥的一面,這次的測試或許是研究建立木造太空人員居住點,甚至在外星建立森林的可能性。


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