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如何解决太空垃圾问题?用蘑菇造卫星

随着太空竞赛的白热化,轨道碎片问题日益严峻(艺术处理图)。

欧洲航天局太空碎片办公室(SDO@ESA)的最新数据显示,约有6900颗人造卫星在轨道上运行。未来几年内,伴随着大量电信、互联网和小型卫星的发射升空,轨道拥挤程度将呈指数级增长。这引发了公众对碰撞风险、太空碎片和环境问题的忧虑。因此,工程师们开始寻找设计卫星的新方案。网络安全专家、资深航天工业人员MaxJustice正在研究一种由菌丝纤维制成的新型卫星。这种坚韧、耐热、环保的材料可能会在欣欣向荣的卫星工业中引发一场革命。

目前,报废卫星最令人担忧的问题在于,它们在轨道衰减并在大气层中彻底燃烧之前,很可能会发生碰撞,产生小型空间碎片。为了预防轨道碎片增长(凯斯勒综合症),卫星制造商开始尝试开发让卫星快速脱离轨道的方法。然而,这忽略了另一种风险:卫星重新进入大气层后会留下铝粒和其他有毒残留物。这些颗粒将在高层大气中漂浮多年,埋下另一种环境问题隐患。Justice认为,菌丝制造的卫星可以规避这两种风险。

菌丝纤维是一种富含蛋白质的多细胞物质,它能够生长成宏观结构――例如蘑菇。随着结构生长,菌丝会释放酶,将糖或植物废弃物转化为营养物质,进而让它们在基质(通常是土壤)内构建广泛的菌丝网络。在干燥之后,菌丝纤维的质量很轻,同时也非常强韧,其抗拉强度甚至能与丝绸相媲美。

菌丝体在航空行业的潜力不容小觑。在日本宇宙航空研究开发机构(JAXA)前宇航员TakaoDoi的领导下,日本住友林业和京都大学正在开展这方面的合作,试图打造第一颗“木制卫星”,以缓解传统报废卫星残留颗粒遗留的环境危机。Justice说:“有的菌丝体比木材更轻便、更耐用、阻燃性更好。菌丝体能够承受太空的严寒,有了它,工程师不必再担心冷焊接问题。我们还能够通过培养含金属材料的菌丝体,来传输任意类型的信号。”

现阶段,更迫在眉睫的还是空间碎片问题。在未来数年内,它们会对近地轨道卫星和航天器材构成严重威胁。SDO提供的数据显示,自1957年第一颗人造卫星升空以来,已经发生了560多起卫星解体、爆炸或碰撞事件。Justice说:“菌丝体的化学键非常强大,在太空中发生断裂需要消耗很多能量。这其实是一件好事,因为太空垃圾小碎片才是真正的杀手。”

Justice开设的Setasmushroom公司专门开展新鲜、有机食用蘑菇的种植业务。该公司能在短短两个月内生产出0.45~4.5公斤重的各种形状菌丝块。Justice说:“我希望NASA、SpaceX能关注这种低成本的高度可持续产品。”

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编译:德克斯特 审稿:西莫 责编:陈之涵

来源:UniverseToday

原文链接:https://phys.org/news/2021-05-solution-space-junk-satellites-mushrooms.html

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