בחלל משייטים כיום אלפי לווינים שונים במשקל מצטבר של כ 8500 טון. ההערכה היא שעד לסוף העשור הנוכחי מספר הגופים שינועו בחלל יעמוד על 100,000 פריטים. הנתון הזה כולל גם את פסולת החלל, לווינים ישנים שיצאו משימוש. מתברר שהלווינים הללו הבנויים ממתכות שונות כגורמים לאפקט סינוור מסוכן לכדור הארץ וכאשר הם נשרפים באטמוספירה בדרכם חזרה, הם פגועים בשכבת האוזון. מדענים יפנים פיתחו לאחרונה לווין מעץ שאמור להביא לחלל את בשורת הקיימות, שתאפשר להקטין משמעותית את הזיהום הסביבתי, גם אם הוא בגובה רב.
זה אולי ישמע דמיוני, אבל זו עובדה, בחלל משייט היום לווין מחקר קטן שבנוי כולו מעץ. מי שעומד מאחורי הפרויקט הניסיוני הזה הוא פרופסור טקאו דואי, מהנדס חלל מאוניברסיטת קיוטו ואסטרונאוט לשעבר במשימת החלל 123 STS, שבה טס בשנת 2008 עם מעבורת החלל Endeavour לתחנת החלל הבינלאומית. אוניברסיטת קיוטו חברה במחקר הזה לסוכנות המחקר והפיתוח החללי של יפן, JAXA (Japanese Aerospace Exploration Agency). הלווין LignoSat בנוי מעץ מגנוליה, שנחשב לעץ עם צפיפות חומר גבוהה מאד ועמיד יחסית בתנאי סביבה קיצוניים. ה LignoSat שוגר לתחנת החלל הבינלאומית בתחילת חודש נובמבר האחרון על גבי משגר DRAGON של חברת SPACE X.
תמונה: לווין העץ הראשון בעולם צילום: Kyoto University”למרות שזה נשמע מנוגד להגיון הנוכחי, החוקרים מאמינים שבעזרת הניסוי הזה תודגם היכולת לבנות בעתיד לוויני עץ גדולים יותר, שיזהמו פחות את החלל וישלבו בין טכנולוגיה לקיימות”, אמרה מייגן אוורט, סגנית המדען הראשי של NASA בפרויקט תחנת החלל הבינלאומית, מיד אחרי שיגור הלווין.
הניסוי הנוכחי הוא למעשה המשך לניסוי קודם שערכה NASA בעמידות סוגי עץ שונים בחלל. בין השנים 2022 ל 2023 ערכו NASA ואוניברסיטת קיוטו ניסוי מכין עם שלושה לוחות עץ שונים שנשלחו לתחנת החלל הבינלאומית בכדי לבדוק איזה סוג יהיה המתאים ביותר ללוויין העץ הראשון. העצים שנוסו היו מגנוליה, דובדבן פראי – wild cherry ועץ השדר – Betula birch. המבחנים שנערכו היו מחמירים מאד: קרינה גבוהה לאורך זמן, מיקוד גבוה של קרני שמש כחלק מהכנה לפאנל סולארי, וקור. הלוויינים שנעים סביב כדור הארץ נחשפים לטמפרטורות קיצוניות בקצבי זמן קצרים. כשהם רחוקים מהשמש הטמפרטורה מגיעה למינוס 157 צלסיוס וכשאר הם חשופים לשמש הטמפרטורה מגיעה ל 250 צלסיוס. מלבד המגנוליה, בשני הלוחות האחרים התגלו סדקים, קילופים בשכבות החומר החיצוניות וחלקם גם התעוותו. בכל שלושת הלוחות לא היה שינוי במסה. לאחר החזרת הלוחות לכדור הארץ המדענים היפנים בחנו איזה עץ היה העמיד ביותר ובסופו של התהליך נבחר המגנוליה.
תמונה: לוחות העץ שנוסו בחלל צילום: Kyoto University
ה LignoSat הוא לווין זעיר בעל שש פאות בגודל של 4 ס”מ כל אחת המורכבות בתוך מסגרת מתכתית. בתוך הלווין עצמו הוצבו חיישנים בכדי לבדוק את מידת ההשפעה של הקרינה והטמפרטורה הנמוכה על העץ. בנוסף תיבדק מידת ההשפעה של השדות הגיאומגנטים על הגוף, בעיקר כאשר הוא משייט קרוב לאטמוספירה וחשוף לכוח המשיכה של כדור הארץ. המטרה היא לוודא שכוח המשיכה לא חודר את גוף העץ ומשפיע על המערכות בתוך הלווין עצמו.
כיום נבנים הלווינים משני סוגי מתכות: אלומיניום וטיטניום בשל העמידות הגבוהה שלהם בתנאי קיצון. מתברר שהחלקים המתכתיים הללו יוצרים אפקט משנה מהחלל שמשפיע ישירות על כדור הארץ. כאשר הם פוגשים את קרני השמש, הם יוצרים אפקט של סינוור שחודר את האטמוספירה ומגיע לסביבת כדור הארץ. התופעה הזו יוצרת הגדלה של 10% בבהירות השמיים. מדענים עדיין מנסים להבין את המשמעות של זה על צמחייה למשל. מעבר לכך כאשר הלווינים המתכתיים מסיימים את חייהם וצונחים לכיוון כדור הארץ הם נשרפים ויוצרים זיהום בשכבת האטמוספירה.
מעבר לכך, הטילים המשנעים את הלווינים יוצרים אפקט של התחממות ופוגעים בשכבת האוזון. הנתונים הללו נחשפו בחודש יוני שעבר במגזין the journal Geophysical Research. המחקר הזה מאושש ממצאים של מחקר שנעשה שנה קודם לכן על ידי National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). בשני המחקרים עולה שבשכבות הסטרטוספרה והאטמוספירה אחוזי תחמוצת האלומיניום נמצאות בעלייה מה שיכול לגרום לשינויי טמפרטורה באזורים הללו. במחקר לא מצויינת רמת ההתחממות, אלא היא מוגדרת כ “significant temperature anomalies”.
העובדה שהשכבה הזו מזוהמת ולא מנוטרת מטרידה מאד את המדענים. סבסטיאן איסטהאם, חוקר קיימות בחלל מאימפריאל קולג’ בלונדון אומר בראיון לאתר SPACE COM כי מידת הזיהום בשכבות הללו עדיין לא ברורה, ולא ברור כמה מהחלקיקים הללו מגיעים לכדור הארץ. פרופסור מינקוואן קים מאוניברסיטת סאותהמפטון אומר כי ” החלקיקים הללו יכולים להישאר שם בין 100 ל 200 שנה”. פרופסור קים מוביל מחקר יחד עם סוכנות החלל הבריטית, על הזיהום בשכבות העליונות שיוצרים שיגורי לווינים ושריפת לווינים ישנים בחזרה לכדור הארץ. לטענתו יש לבחון מחדש את תכנון שריפת הלווינים בכניסה לאטמוספירה. כיום הלווינים הללו נשרפים בגובה ממוצע של 70 ק”מ ולדבריו צריך לבחון שריפה שלהם בגובה נמוך יותר בכדי לאפשר לחלקיקים לצנוח לכדור הארץ.
“בעתיד אני לא שולל שיאסר לבנות לווינים מתכתיים כחלק מההבנה לזיהום שהם גורמים” אומר פרופסור טקאו דואי בראיון לסוכנות הידיעות רוייטרס. “אם נצליח להוכיח שניתן לבנות לוויינים עמידים מעץ, נוכל להציע את זה אפילו לאילון מאסק”.
תמונה: שילוח ה LignoSat מתחנת החלל הבינלאומית 13.12.2024 צילום: NASA/ISS Research via
תמונת כותרת: הדמייה של LignoSat בחלל
איור: Kyoto University
