日本製木造人造衛星成功釋放至宇宙空間

JSTORIES ー京都大學（位於京都市左京區） 與 住友林業（位於東京都千代田區） 宣布，於2024年12月成功透過 「宇宙木材計劃」 製作的一邊約10厘米的小型木造衛星，從 ISS（國際空間站） 的 「希望號」（きぼう）日本實驗艙 首次將其釋放至太空，創下全球首例。

根據京都大學（位於京都市左京區） 的說法，釋放至太空的小型人造衛星目前正在繞地球軌道運行，並計劃在接下來的約三個月內繼續運行與操作。

此外，木造衛星的結構體在太空環境中保持穩定。主導這項開發的前宇航員兼京都大學研究生院特定教授土井隆雄先生在接受 JSTORIES 採訪時表示：「此次木造衛星能在太空中保持形態，證明了木材在宇宙中也可以作為（結構）材料使用」，並對此成果表達了喜悅之情。

另一方面，雖然計劃在衛星釋放後測量木造結構體的變形、內部溫度分布、地磁場和軟體錯誤，並將數據傳送至設置於京都大學校內的通信站，但截至2024年1月10日，尚未收到來自衛星的信號。京都大學指出，造成這一情況的原因可能有多種，但其中一個可能性是衛星的電源未啟動。考慮到可能因某些外部衝擊使電源重新啟動，該校的學生團隊將繼續駐守通信室，嘗試與衛星保持交信，直到最後一刻。

京都大學已經開始開發第二號機，其體積將是此次木造人造衛星的兩倍。根據計劃，該衛星預計於2027至2028年發射升空。

隨著擁有巨大潛力的太空商業開發競爭日益激烈，太空中因完成任務而漂浮的火箭等太空垃圾（Space Debris） 迅速增加。若任其發展，不僅可能導致衛星相撞，還會在大氣層重返時加劇環境污染，帶來嚴重後果。

為應對可能成為未來太空開發障礙的太空垃圾（Space Debris） 問題，日本提出了一項解決方案，即研發木造人造衛星。處理太空垃圾的方式之一是讓其重新進入大氣層並燃燒銷毀。然而，傳統的人造衛星多由鋁或鐵等金屬製成，這些材料在大氣層中可能無法完全燃燒，殘留的金屬碎片可能導致環境污染甚至異常氣象。相比之下，木造材料能夠完全燃燒，從而大幅降低這些風險，成為一種更加環保的選擇。

此次釋放至太空的木造人造衛星為邊長100毫米的超小型立方衛星（CubeSat）。該衛星於2024年5月末歷經4年時間研製完成，並於6月交付給JAXA（日本宇宙航空研究開發機構）。隨後，經過NASA和JAXA一系列嚴格的安全審查，該衛星成功通過驗證，成為全球首例正式獲得宇宙中木材應用認可的案例。

該人造衛星搭載於SpaceX公司的獵鷹9號（Falcon 9） 火箭，從美國佛羅里達州肯尼迪航天中心發射升空，並被運送至國際空間站（ISS）。隨後，於12月從「希望號」（きぼう）日本實驗艙**釋放至太空。

木材的特性使其能夠穿透電磁波，這使得通常需要安裝在衛星外部的天線可以被內部收納。 這不僅簡化了衛星的結構，也降低了故障風險。此外，由於太空中不存在水分、氧氣和細菌，木材在太空環境中既不會燃燒也不會腐爛。

然而，國際空間站的表面溫度變化劇烈：在太陽照射下溫度超過攝氏100℃，而未被照射時則低於-100℃。此外，太空中還有強烈的宇宙射線和紫外線輻射。在這樣的極限環境下，木材是否能確保衛星的安全成為這一項目成敗的關鍵。

根據內閣府的數據，2022年全球共發射了2,368顆衛星，達到歷史新高。與10年前相比，增長了11倍，這顯示出太空垃圾（Space Debris）問題的緊迫性進一步加劇，需要更有效的應對措施來解決這一挑戰。

更新： 一色崇典

文章作者： 大平誉子

編輯： 北松克朗

首頁照片： 京都大學・住友林業提供

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