在科技日新月異的時代,人造衛星已成為人類生活的關鍵支援,遍佈全球的衛星網路通訊、導航和氣象預報。然而,隨著衛星數量的增加,近地軌道似乎逐漸成為「太空垃圾場」。失效衛星在太空中堆積,不僅成為潛在的撞擊目標,還可能引發「凱斯勒現象」。「凱斯勒現象」 是一種衛星或碎片互相碰撞產生更多碎片,最終使軌道充滿殘骸的連鎖反應現象,是由美國航太總署的科學家唐納德·凱斯勒(Donald Kessler)於1978年提出的概念,為了避免產生「凱斯勒現象」,許多現代人造衛星已經開始設計讓失效人造物體能夠墜回地球,不過也因此產生另一個問題。
傳統衛星材料如鋁合金在回到地球大氣層燒毀時,會釋放出大量氧化鋁粒子,這些粒子雖然不會與大氣層產生反應,卻會催化臭氧分解速率,可能對臭氧層造成危害,進而威脅正在自然修補中的臭氧洞。科學家估算,一顆典型的250公斤衛星在燃燒過程中會產生約30公斤的氧化鋁奈米粒子,這些微小粒子一旦聚集在平流層,對臭氧層的影響不容小覷。
為應對這一問題,日本京都大學研究團隊與伐木公司合作,開發出以木材為材料的實驗衛星「LignoSat」,希望它能在未來取代金屬衛星,以減少環境汙染。LignoSat於11月5日成功隨SpaceX的火箭升空,並將由國際太空站協助進行耐久測試。實際上,這並非京都大學團隊首次進行木材在太空中的實驗,他們先前已將木蘭木、櫻花木和樺木樣本直接曝露於太空10個月,結果顯示這些木材在太空中既不燃燒也不腐壞,保持了穩定的質量和結構,科學家推測,這可能是因為太空中缺乏氧氣和水分,抑制了木材的分解。
圖說:首個木質外殼人造衛星
LignoSat的設計理念在於,當木質衛星完成任務並再入大氣層燃燒時,將只產生生物可降解的灰燼,而非影響臭氧層的金屬微粒。此舉不僅為衛星設計提供了環保方向,也帶來了減少太空垃圾的潛力,降低凱斯勒現象的風險和未來碰撞的可能性。LignoSat的升空不僅是科技創新的象徵,更為地球環境帶來了全新的福祉。(編譯/許晉翊)
※ 本文由萌芽機器人自動轉貼自臺北市立天文科學教育館網站,原始上版日期為 2024/11/08 17:28:00,並有透過程式自動轉換字串,內容僅供參考,若有任何錯誤之處還請見諒!
關於臺北市立天文科學教育館:又被稱為台北市立天文館或台北天文館,座落於臺灣臺北市士林區的臺北科學藝術園區內,隸屬於臺北市政府教育局,創立於 1996 年 11 月 7 日,於 1997 年 7 月 20 日正式全面開放。其起源可追溯至臺灣的第一座天文教育機構,即「臺北市立天文台」。