מדוע לוויינים עשויים ממתכת ולא מעץ?

על פי איגוד העמותות המדענים המודאגים של מרץ 2019, יש יותר מ -2000 לוויינים פעילים... בזכותם מדענים יכולים לנהל מדעייםפעילויות ואנשים רגילים - צפייה בטלוויזיה ושימוש בתקשורת סלולרית. כל החלליות הללו עשויות מסגסוגות של אלומיניום או טיטניום, אך במאה ה -21 סיבי פחמן, שהם חומר מחוטי סיבי פחמן ארוגים, הפכו פופולריים מאוד. מהנדסים משתמשים במתכות ובסיבי פחמן בגלל חוזקם וזולתם היחסי, אך יש להם חסרון אחד. כאשר לוויינים נכשלים, הם נשרפים באטמוספירה של הפלנטה שלנו, וכתוצאה מכך שחרורם של חומרים מזיקים יחסית. כדי להפוך לוויינים לבטוחים יותר, מדענים יפנים החליטו ליצור לוויינים מעץ. אך האם זה באמת אפשרי וכמה זה בטוח?

אין זה סביר שלווייני עץ ייראו כך, אך פרסומים זרים משתמשים בתמונה המסוימת הזו.

עובדה מעניינת: יש כיום יותר מ -2,000 לוויינים עובדים במסלול כדור הארץ. בסך הכל, יותר מ 9000 מהם נוצרו ושוגרו, ורובם נשרפו באווירה, או הפכו לפסולת חלל.

התוכן

• 1 ממה עשויים לוויינים?
  • 1.1 לווייני אלומיניום
  • 1.2 לווייני טיטניום
  • 1.3 לווייני CFRP
• 2 בן לוויה מעץ

ממה עשויים לוויינים?

כרגע, החומרים הטובים ביותר לייצור לוויינים הם אלומיניום, טיטניום וסיבי פחמן.

לווייני אלומיניום

הלוויין הראשון בעולם שוגר לחלל4 באוקטובר 1957. "ספוטניק -1" הסובייטי בקוטר 58 ס"מ ומסה של 83.6 קילוגרם היה עשוי מסגסוגת אלומיניום ומגנזיום. השימוש בחומר זה היה משהו מאה מובן מאליו, משום שסביבת החלל קשה מאוד ועל כלי הרכב להיות מוגנים ככל האפשר. וסגסוגת המתכת הזו הייתה נפוצה מאוד, כך שהמהנדסים כמעט ולא חשבו זמן רב על בחירת החומר - זה היה ברור. הלוויין הסובייטי עבד במסלול במשך שלושה חודשים והצליח לבצע מסלולים של 1440 סביב כדור הארץ שלנו, והחומר הראה את עצמו מהצד הטוב ביותר. הוא עמד גם בקרינה ואקום וגם בקרינה קוסמית.

"ספוטניק -1" הסובייטי

עובדות מעניינות נוספות על "ספוטניק -1" ניתן לקרוא במאמר זה. אבל קרא קודם את החומר הזה.

לווייני טיטניום

עם הזמן היו יותר לוויינים, כךמסלול כדור הארץ הפך למקום מסוכן עוד יותר. אורבנים התרסקו והתפרקו והפכו לפסולת חלל. על פי הנתונים לשנת 2019, כ -1.25 מיליארד שברים של מכשירים כושלים מסתובבים סביב כדור הארץ שלנו ומהירותם מגיעה ל -30,000 ק"מ לשעה. בהתנגשות הם עלולים לגרום נזק בלתי הפיך לוויינים עובדים, ולכן המהנדסים נאלצו לייצר אותם מחומר עמיד יותר - טיטניום. אבל אפילו הוא לא מושלם, כי זה יקר ושוקל הרבה. אך ככל שמסת הלוויין גדולה יותר, כך יקר יותר להכניס אותו למסלול כדור הארץ.

פסולת לוויינים ישנים עפים כרגע על פני כדור הארץ שלנו

לווייני CFRP

עלות משלוח הלוויין לחלל תלויהאיזו חברה עושה את זה. מזה מספר שנים, SpaceX ממלא הזמנות רבות, אך שירותים דומים ניתנים על ידי מעבדת הרוקט ומספר חברות תעופה וחלל אחרות. המחירים שונים עבור כולם, אך בממוצע, עליכם לשלם כ -50 אלף דולר עבור כל קילוגרם מטען. וזה, אגב, יותר מ -3.5 מיליון רובל. כדי להפחית את עלות משלוח הלוויינים, החליטו מהנדסים לאחרונה להכין אותם מסיבי פחמן, מה שמפחית את מסת המכשירים בכ- 35%.

מאפיין טוב נוסף של CFRP הוא שהוא יכול לעמוד בעומס במהלך מסלול.

ראה גם: כיצד לוויינים מונעים מאסטרונומים ללמוד את היקום?

לוויין מעץ

אך מדענים ממשיכים לחפש חומרים טובים יותר.עם הזמן לוויינים מתפרקים באטמוספירה של כדור הארץ ואם הם עשויים מתכת, הם יוצרים חלקיקים מוצקים של תחמוצת אלומיניום. הם יכולים להיות באוויר עשרות שנים, ולכן מדענים מודים בסכנתם הפוטנציאלית לטבע הארצי ואף לבריאות האדם. אנו זקוקים לחלופה בטוחה יותר, ולאחרונה עובדים של חברת יער Sumitomo היפנית מצאו אותה - זהו עץ. לפחות כך דיווחה טק אקספלור.

מדענים יפנים רוצים להכניס אלקטרוניקה לקופסת עץ. זה נראה מוזר, אבל למה לא?

לווייני חלל חייבים בהכרח להישרףאת האטמוספירה של כדור הארץ, כי אחרת הם יהפכו לפסולת חלל, שיש בה כל כך הרבה מסלולים. לדברי חוקרים יפנים, בעירת העץ מייצרת חומרים מזיקים הרבה פחות מאשר הרס המתכת. כן, גם הפחמן הדו-חמצני שנוצר מזיק, אך הלוויינים קטנים והפליטות צריכות להיות מזיקות. לעץ יש פלוס חשוב נוסף - הוא מעביר באופן מושלם גלי רדיו, שיכולים לפשט מאוד את מערכת התקשורת ולהוזיל את עלות הלוויינים.

לוויין העץ הראשון יורכב בסביבות 2023. כנראה שמשהו כזה מחכה לנו

אבל יש שאלה - האם עץ יכול לעמודתנאי שטח קשים? כבר ציינתי לעיל שבמסלול כדור הארץ, המכשירים מושפעים מטמפרטורות קיצוניות, ואקום וקרינה קוסמית. מדענים מתכוונים להעריך את חוזק העץ במהלך הבדיקות. מתוכנן ליצור אב טיפוס של לוויין עץ בשנת 2023. זה נשמע מעניין, גם אם קשה להאמין בפוטנציאל העץ בתעשיית החלל. אחרי הכל, זהו גם חומר יקר למדי, שכבר יש לו ביקוש גדול. אין זה סביר שבעתיד הקרוב יהיה משהו טוב יותר מסיבי פחמן, מכיוון שעדיין אין שום עדות למזיקותם - תוכלו להשתמש בבטחה ולא להמציא את הגלגל מחדש. מה אתה חושב?

אם אתה מעוניין בחדשות המדע והטכנולוגיה, הירשם לערוץ הטלגרם שלנו. שם תמצאו הודעות על החדשות האחרונות מהאתר שלנו!

ואם יש לך זמן, אני ממליץ בחוםקרא חומר על הלוויין Capella 2, המאפשר לך לעקוב אחרי אנשים אפילו דרך קירות. היא בבעלות Capella Space, המספקת שירותי ריגול לכולם.