Dal passato al futuro, sempre passando attraverso il legno. La Sumitomo Forestry, parte di Sumitomo Group, e l’Università di Kyoto vogliono realizzare i primi satelliti al mondo fatti con materiali nati dagli alberi. L’annuncio arriva direttamente dall’Università di Kyoto, confermando che i lavori sono pienamente nei tempi previsti.
Entro il 2023 futuri satelliti realizzati in legno potranno risolvere in parte il problema sempre crescente della spazzatura spaziale. L’obiettivo è quello di combattere il fenomeno dei detriti che orbitano attorno alla Terra.
L’idea è di avere dei satelliti che rientrando nell’atmosfera brucino senza rilasciare sostanze nocive e senza alcun rischio che dei frammenti raggiungano il suolo.
Spazzatura spaziale
I satelliti artificiali sono utilizzati per le comunicazioni, la navigazione, le previsioni meteo, la televisione. Si stima che in questo decennio saranno lanciati quasi 1000 satelliti ogni anno. Entro il 2030 potrebbero esserci più di 15mila satelliti in orbita. Elon Musk ha già fatto lanciare più di 900 satelliti Starlink e il suo programma SpaceX non finisce qui.
Secondo il World Economic Forum (WEF) i satelliti in orbita sono quasi 6.000 ma circa il 60% sono disattivi o non più funzionanti. Nei 64 anni trascorsi dal lancio del primo satellite e dalle tecnologie nello spazio, si sono accumulati attorno alla nostra Terra sempre più detriti. Oggi a 650 chilometri da noi, orbitano rottami di tutte le dimensioni, da una monetina ad un tir. Sono i resti di ciò che l’uomo ha portato nello spazio.
I satelliti in disuso continuando ad orbitare e continuando a frammentarsi, sono la causa principale dei rifiuti spaziali. La cosiddetta space junk, è una realtà e un problema ormai noto. In pericolo non sono solo i satelliti attivi, i veicoli spaziali e gli astronauti in missione, che rischiano di entrare in collisione con i rottami. La velocità a cui viaggiano i detriti in ricaduta sulla Terra, è di quasi 36.000 km all’ora; in grado quindi di provocare gravi danni a tutto ciò che colpiscono.
Proprio recentemente un radar neozelandese aveva avvistato due grossi detriti dal peso di 2,8 tonnellate in rotta di collisione sopra l’Antartide. Se questi dov’essero finire nell’Oceano, come già avvenuto una decina di anni fa con i satelliti Rosat e Uars, non causerebbero alcun danno all’uomo; certo non si potrebbe dire lo stesso per l’ambiente. In particolare l’ambiente marino, negli ultimi anni, è stato arricchito anche con i detriti spaziali.
Secondo gli scienziati, la spazzatura spaziale rappresenta quindi anche una minaccia ambientale. Il professore e astronauto Takao Doi dell’Università di Kyoto ha spiegato alla BBC:
“Siamo molto preoccupati per il fatto che tutti i satelliti che rientrano nell’atmosfera terrestre brucino e creino minuscole particelle di alluminio che galleggeranno nell’atmosfera superiore per molti anni. …Alla fine questo influenzerà anche l’ambiente della Terra. ”
Una situazione già non più sostenibile e destinata a peggiorare. I satelliti di legno potrebbe bruciare senza rilasciare sostanze dannose nell’atmosfera, evitando anche il pericolo della caduta sulla Terra dei detriti dei satelliti usati finora.
Tecnologie per la pulizia dello spazio
Le tecnologie per lo spazio pulito si dividono in due filoni. Il primo si occupa dell’impatto delle attività spaziali sulla Terra, ad esempio combattendo l’uso dell’Idrazina nei sistemi di propulsione, una sostanza altamente tossica e pericolosa. Il secondo riguarda invece lo sviluppo di tecnologie per la riduzione del numero dei detriti spaziali più ingombranti.
Il robot Geco
Nel tempo i veicoli spaziali e le calamite acchiappa-detriti per la pulizia dello spazio, si sono rivelati purtroppo non molto affidabili.
I ricercatori dell’Università di Stanford e del Jet Propulsion Laboratory della NASA hanno quindi progettato un nuovo prototipo che si ispira ai gechi. Mark Cutkosky, dell’Università di Stanford e coordinatore dello studio, spiega:
“Abbiamo costruito una pinza robotica che sfrutta un sistema adesivo ispirato a quello del geco”
Questi animali sono caratterizzati per la peluria sulle zampe che gli consente di scalare superfici verticali e di muoversi anche a testa in giù. Le centinaia di minuscoli peli creano una sorta di legame elettrico con gli atomi della superficie. Questo legame è conosciuto come forza di Van der Waals. Grazie ad essa il geco resiste a una forza di trazione pari a circa 2 chili.
I ricercatori mostrano esattamente come funziona il loro dispositivo robotico in uno studio pubblicato su Science Robotics: “A robotic device using gecko-inspired adhesives can grasp and manipulate large objects in microgravity“.
Il dispositivo è già stato testato in condizioni simili a quelle dello spazio esterno. Ha dimostrato di lavorare brillantemente sia in microgravità che a bordo di un volo di simulazione a gravità zero. Ora i ricercatori devono provare che il loro dispositivo funzioni nelle temperature rigide dello spazio. In un prossimo futuro potremmo aver bisogno di un esercito di astro-geco.
Altre soluzioni
A cercare una soluzione per ridurre il problema della spazzatura spaziale è anche l’Agenzia spaziale europea. Questa ha recentemente firmato un accordo con una startup tedesca per il progetto ClearSpace Sa: l’obbiettivo è di rimuovere i detriti dall’orbita terrestre. Dotato di telecamere, sensori e arti robotici, il mezzo di recupero potrà spingere i detriti a distruggersi a contatto con la nostra atmosfera. La prima missione partirà nel 2025.
Il progetto dei satelliti in legno
Il progetto LignoSat cerca di ridurre i problemi legati alla space junk rendendo i detriti smaltibili in maniera facile ed ecologica.
LignoSat, il primo satellite in legno, non solo sembra promettere una riduzione non indifferente dei detriti spaziali, ma anche un taglio del peso dei satelliti. Aspetto strategico visto che nello spazio il peso vale oro.
Stando all’annuncio dell’azienda giapponese Sumitomo Forestry, società del Gruppo Sumitomo, e dell’Università di Kyoto, LignoSat sarà progettato in Giappone e lanciato nel 2023. Il progetto nipponico piace anche agli astrofisici italiani. Alberto Buzzoni, esperto di tecnologie spaziali e rappresentante nazionale dell’organismo incaricato della sorveglianza spaziale per il nostro paese, osserva che oltre ad offrire un forte risparmio di peso:
…Il legno è un isolante rispetto alle cariche elettriche della radiazione cosmica e questo è di aiuto per proteggere i microcircuiti a bordo del satellite dalle scariche elettrostatiche, spesso fatali“
LignoSat è solo una tra le varie attività del più ampio progetto LignoStella. L’obiettivo di questo progetto è lo studio e la promozione del legno come materiale da costruzione sia nello spazio che sul nostro pianeta. Lo sviluppo di materiali lignei per usi spaziali e dunque ultra-resistenti potrà essere applicato anche alla costruzione di edifici. Come quello dell’ambizioso grattacielo in legno, simbolo del progetto, previsto per il 2041.
Lo sviluppo dei satelliti in legno
Attualmente il team è in piena ricerca sperimentale. Solo successivamente passerà allo sviluppo del modello ingegneristico del satellite e infine al modello di volo. La partnership sta sperimentando diversi tipi di legno in ambienti estremi sulla Terra.
La ricerca messa in piedi dalla Sumitomo Forestry e dall’Università di Kyoto è volta a studiare le proprietà meccaniche del legno in condizioni di vuoto, e la crescita di alberi in ambienti con gravità e pressione molto inferiori rispetto alla Terra. L’obiettivo però è anche lo sviluppo di materiali in legno altamente resistenti ai cambiamenti di temperatura e alla luce solare. Per ora la Sumitomo Forestry si è rifiutata di fornire altre informazioni, parlando di “segreto nell’ambito della ricerca e sviluppo”.
Conclusioni
L’utilizzo del legno potrebbe quindi davvero rappresentare la via d’uscita dalla triste abitudine umana di inquinare e distruggere? Non rischia di trasformarsi nell’ennesima scusa di estinzione di specie? I propositi sono più che ottimi, ma concentrando la produzione su un unico materiale, che impiega anni per essere pronto all’utilizzo, non si rischia di sovraccaricare la richiesta rispetto all’offerta? Solo il tempo può dirlo.
Musso, M. (2021). Il Giappone sta lavorando a satelliti di legno. Wired
Adnkronos (2021). Spazio, dal Giappone il primo satellite in legno
Carillo G. (2017). Spazzatura cosmica: il robot-geco che rimuove i detriti spaziali. GreenMe
