ดาวเทียมไม้ของญี่ปุ่นช่วยลดมลพิษเมื่อกลับสู่โลกได้แค่ไหน

* รูปภาพใช้เพื่อประกอบเนื้อหาเท่านั้น อาจไม่ใช่ภาพเหตุการณ์จริงหรือภาพจริงจากเรื่องในบทความ ขอบคุณภาพประกอบจาก https://graphic.in.th

วัตถุทรงลูกบาศก์ขนาดเพียงราว 10 เซนติเมตรลอยอยู่เหนือโลกได้ แม้เปลือกภายนอกจะดูเหมือนชิ้นงานไม้ที่เพิ่งออกจากเวิร์กช็อป นั่นไม่ใช่พร็อพในหนังไซไฟ แต่คือ LignoSat ดาวเทียมทดลองจากญี่ปุ่นที่ทำให้คำว่า “วัสดุอวกาศ” ไม่ได้หมายถึงโลหะเสมอไป

โครงการนี้พัฒนาโดยมหาวิทยาลัยเกียวโตกับบริษัท Sumitomo Forestry และส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2024 ก่อนถูกปล่อยจากสถานีอวกาศนานาชาติในเดือนธันวาคม เปลือกของมันใช้ไม้โฮโอโนกิ หรือไม้แมกโนเลียญี่ปุ่น ประกอบด้วยรอยต่อช่างไม้แบบดั้งเดิม แทนการพึ่งกาวหรือตะปูเป็นหลัก

เหตุผลไม่ได้อยู่ที่ความแปลกใหม่อย่างเดียว ดาวเทียมขนาดเล็กเพิ่มจำนวนขึ้นอย่างรวดเร็ว และเมื่อหมดภารกิจ วัตถุจำนวนมากต้องกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเพื่อไม่ให้กลายเป็นขยะอวกาศ ปัญหาคือโครงสร้างอะลูมิเนียมของดาวเทียมทั่วไปสามารถสร้างอนุภาคอะลูมิเนียมออกไซด์ระหว่างการเผาไหม้

งานวิจัยในวารสาร Geophysical Research Letters ประเมินว่า ดาวเทียมมวล 250 กิโลกรัมหนึ่งดวงอาจก่ออนุภาคอะลูมิเนียมออกไซด์ได้ราว 30 กิโลกรัม และดาวเทียมที่กลับสู่โลกตลอดปี 2022 อาจเพิ่มสารกลุ่มนี้ในบรรยากาศชั้นบนรวมราว 17 ตัน อนุภาคดังกล่าวอาจคงอยู่ได้นานหลายสิบปีและเอื้อต่อกระบวนการที่ทำลายโอโซน แต่ตัวเลขผลกระทบในอนาคตยังเป็นการประเมินจากแบบจำลอง ไม่ใช่คำยืนยันว่าจะเกิดความเสียหายตามขนาดเดียวกันแน่นอน

ดังนั้น LignoSat จึงเป็นการทดสอบว่าไม้จะทำหน้าที่เป็นวัสดุโครงสร้างในสภาพสุดขั้วได้จริงหรือไม่ ระหว่างโคจร อุปกรณ์บนดาวเทียมตรวจวัดการเปลี่ยนแปลงของไม้จากอุณหภูมิและรังสี การทดลองก่อนหน้านี้บนสถานีอวกาศพบว่า ตัวอย่างไม้สามชนิดไม่เกิดรอยร้าว บิดงอ หรือเสื่อมสภาพอย่างมีนัยสำคัญหลังเผชิญสภาพอวกาศหลายเดือน

คำอธิบายสำคัญคืออวกาศไม่มีน้ำและออกซิเจน จึงไม่มีเงื่อนไขแบบเดียวกับบนโลกที่ทำให้ไม้ผุหรือเกิดการลุกไหม้ ไม้โฮโอโนกิถูกเลือกจากความคงรูป การขึ้นงาน และความแข็งแรงที่เหมาะกับชิ้นส่วนขนาดเล็ก

อย่างไรก็ดี การเรียกว่า “ดาวเทียมทำจากไม้ทั้งหมด” อาจทำให้เข้าใจเกินจริง เพราะ LignoSat ยังมีแผงวงจร เซนเซอร์ แผงโซลาร์ และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นอยู่ภายใน ไม้คือส่วนโครงสร้างหลักที่กำลังถูกพิสูจน์ ไม่ใช่การตัดโลหะออกจากระบบอวกาศทั้งหมด

คุณค่าของภารกิจจึงอยู่ที่การเปิดทางเลือกใหม่ หากวัสดุธรรมชาติใช้ได้กับภารกิจบางประเภท ก็อาจช่วยลดส่วนของโลหะที่เผาไหม้แล้วทิ้งอนุภาคไว้ในบรรยากาศได้ในอนาคต LignoSat ไม่ได้แก้ปัญหาขยะอวกาศในทันที แต่ทำให้การออกแบบดาวเทียมเริ่มต้องคิดถึงผลกระทบหลังสิ้นสุดภารกิจด้วย