Cinco CubeSats foram lançados em órbita da Terra a partir da Estação Espacial Internacional. Entre eles, estava o LignoSat, um satélite de madeira da JAXA (Agência de Exploração Aeroespacial do Japão) que investiga o uso da madeira no espaço. As descobertas podem oferecer uma alternativa mais sustentável aos satélites convencionais.
Um experimento anterior a bordo da estação espacial expôs três espécies de madeira ao ambiente espacial para ajudar os pesquisadores a determinar a melhor opção para o LignoSat. O projeto final utilizou painéis de madeira de magnólia honoki com 10 cm de comprimento, montados com um método japonês de encaixe de madeira.
Os pesquisadores usarão sensores para avaliar a tensão na madeira e medir suas respostas à temperatura e à radiação no espaço. Os níveis geomagnéticos também serão monitorados para determinar se o campo geomagnético pode penetrar a estrutura do satélite de madeira e interferir em suas capacidades tecnológicas. Investigar o uso da madeira no espaço pode levar a soluções inovadoras no futuro.
Milhares de satélites de internet orbitam a Terra e se desintegram ao final de sua vida útil, e um único satélite de metal de 250 quilos deixa 30 quilos de poeira de óxido de alumínio que permanece na estratosfera por décadas e danifica a camada de ozônio. A Universidade de Kyoto e a Sumitomo Forestry testaram três madeiras nobres japonesas fora da Estação Espacial .
“Se a madeira pode resistir na Terra por um período tão extraordinário, então no vácuo do espaço — livre de umidade e insetos — ela poderia muito bem durar 10.000 anos”, raciocinou Doi Takao, atualmente pesquisador da Universidade de Kyoto e professor visitante da Universidade Ryukoku.
Se os satélites fossem construídos de madeira, sua reentrada e combustão na atmosfera produziriam apenas vapor d’água, minimizando assim qualquer impacto adverso no meio ambiente da Terra. Isso o levou a refletir se o conhecimento e a confiança que as propriedades da madeira inspiram no Japão desde os tempos antigos poderiam ser aplicados à engenharia espacial de ponta.
A colaboração entre a indústria e a academia para desenvolver um satélite de madeira começou em 2020. Através de testes de resistência ao vácuo e outros, determinou-se que a honoki , a magnólia japonesa, era a madeira ideal para esse propósito. A honoki é leve, com mínima contração, e tem sido usada há muito tempo na confecção de bainhas de espadas japonesas. No vácuo do espaço, não há umidade para degradar a madeira. No entanto, durante os meros 90 minutos que um satélite leva para orbitar a Terra, a alternância entre a exposição à luz solar “diurna” e a “noturna” na sombra do planeta submete a espaçonave a variações extremas de temperatura, que variam de -100°C a +100°C. Por esse motivo, o uso de pregos ou parafusos apresenta o risco de rachaduras devido à diferença nas taxas de expansão térmica entre a madeira e o metal.
Assim, o projeto adotou a técnica tradicional japonesa de marcenaria conhecida como tomegata kakushi arikumi-tsugi — encaixes em cauda de andorinha que dependem de peças de madeira ajustadas com precisão para manter a integridade estrutural sem o uso de fixadores. Artesãos qualificados de uma oficina de marcenaria tradicional foram contratados para fabricar manualmente o protótipo do satélite. O LignoSat passou por uma rigorosa avaliação de segurança de dois anos pela Agência de Exploração Aeroespacial do Japão (JAXA) e pela NASA antes de receber aprovação.
Foto: Vista interna da estrutura do LignoSat mostra a relação entre os painéis de madeira, as estruturas de alumínio e os eixos de aço inoxidável.
Crédito: Universidade de Kyoto