Thời của vệ tinh gỗ thân thiện môi trường

Mùa hè năm nay, Nhật Bản sẽ phóng vệ tinh bằng gỗ đầu tiên trên thế giới, với hy vọng tìm ra phương án giải quyết tình trạng rác nhân tạo đe dọa quỹ đạo Trái đất.

Thử tưởng tượng một vệ tinh làm bằng gỗ thay vì kim loại. Khái niệm đột phá này đang chuẩn bị trở thành hiện thực, các nhà khoa học lên kế hoạch phóng vệ tinh gỗ đầu tiên của thế giới vào quỹ đạo Trái đất trong hè năm 2024. Được đặt tên LignoSat2, vệ tinh gỗ sẽ được Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) hợp tác với Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) đưa vào không gian. Các nhà khoa học của Đại học Kyoto đã phối hợp với công ty Sumitomo Forestry chế tạo nguyên mẫu vệ tinh LignoSat2, sau quá trình thử nghiệm các mẫu gỗ trên Trạm Không gian Quốc tế (ISS). 

Thử nghiệm nghiêm ngặt

Giai đoạn đầu tiên của Dự án Gỗ Không gian LignoStella là kiểm tra chất lượng các mẫu gỗ trong môi trường mô phỏng điều kiện không gian bên trong những phòng thí nghiệm. Tổng cộng có 3 loại mẫu gỗ được cân nhắc: gỗ bạch dương ở Nhật Bản, gỗ anh đào và gỗ hoa mộc lan. Sau thời gian quan sát, các nhà nghiên cứu đánh giá chất lượng những mẫu gỗ qua tình trạng hao hụt mật độ, khối lượng, và có dấu hiệu bị hư hỏng hoặc phân hủy hay không, ở những điều kiện môi trường khác nhau. Trong giai đoạn kế tiếp, Nhật Bản đưa các mẫu gỗ lên trạm không gian ISS. Toàn bộ các mẫu gỗ trải qua hơn 290 ngày trong môi trường trên quỹ đạo. Kế đến, chúng được đưa về Trái đất và kiểm tra, bao gồm thử nghiệm độ bền, phân tích các thành phần nguyên tố và cấu trúc tinh thể.

Gỗ hoa mộc lan, tên Nhật Bản là Hoonoki, nhận được sự chú ý đặc biệt vì những đặc điểm vượt trội. Thông cáo báo chí của Đại học Kyoto cho biết các cuộc thử nghiệm đã xác nhận độ bền cao của gỗ trong môi trường không gian. Và đội ngũ chuyên gia quyết định chọn gỗ của cây hoa mộc lan “vì độ bền cao, cấu trúc ổn định và mức độ chắc chắn về mặt tổng thể”.

Khâu kiểm tra vật liệu trong điều kiện không gian đặc biệt quan trọng vì đây là môi trường cực kỳ khắc nghiệt, với sự dao động cao về nhiệt độ, liên tục bị phơi nhiễm trước bức xạ vũ trụ và các hạt năng lượng cao từ Mặt trời. Bất chấp môi trường độc hại, trải qua 10 tháng trên quỹ đạo, các mẫu gỗ không hề xảy ra tình trạng bị vỡ, méo mó hoặc nứt nẻ. “Kết quả thử nghiệm cho thấy tình trạng thoái hóa vật liệu ở mức tối thiểu, và các vật liệu đạt độ ổn định cao”, thông cáo báo chí của Đại học Kyoto cho biết.

Tại sao phải chọn vệ tinh gỗ? 

Việc phóng thành công vệ tinh thân thiện môi trường vào quỹ đạo và năng lực hoạt động bền bỉ của nó, sẽ đánh dấu bước tiến đáng kể trong nỗ lực ứng phó nạn rác nhân tạo đang gia tăng trong không gian quanh Trái đất. Các vệ tinh làm bằng nhôm hiện vẫn di chuyển trên quỹ đạo là mối quan ngại môi trường nghiêm trọng. Lý do là trong quá trình rơi lại Trái đất vào cuối chu kỳ hoạt động, những vệ tinh kim loại phóng thích các hạt nhôm siêu nhỏ có thể bám trụ thượng tầng khí quyển trong một thời gian dài.

Báo cáo của đội ngũ các nhà khoa học thuộc Đại học British Columbia (Canada) đã phát hiện các phân tử nhôm từ vệ tinh có thể dẫn đến sự hao hụt đáng kể đối với tầng ozone, lá chắn bảo vệ địa cầu trước nguy cơ đến từ bức xạ cực tím của Mặt trời, theo báo The Observer. Hơn nữa, các dự báo cho thấy số vệ tinh kim loại được phóng vào quỹ đạo sẽ vượt qua con số 2.000 trong những năm sắp tới. Về tổng quát, tình trạng hội tụ quá mức các mảnh vụn kim loại và bụi nhôm có thể dẫn đến nguy cơ lâu dài cho hệ sinh thái của Trái đất.

Trong khi đó, vệ tinh gỗ khi hết hoạt động sẽ bị thiêu hủy hoàn toàn trong quá trình trở về bầu khí quyển, mang lại giải pháp “xanh” cho quỹ đạo địa cầu. Một lợi thế nữa, là sóng vô tuyến dễ dàng truyền qua vật liệu gỗ, có nghĩa thiết bị liên lạc của vệ tinh (làm bằng kim loại) có thể được lắp bên trong lớp vỏ gỗ mộc lan, cho phép khâu thiết kế trở nên đơn giản và dễ dàng hơn.

ĐỊNH NGUYỄN