Первый в мире деревянный спутник WISA Woodsat находится на подходе. Эксперты ESA по материалам дополняют миссию набором экспериментальных датчиков, а также помогают с предполетными испытаниями.
WISA Woodsat — это "CubeSat" размером 10x10x10 см — тип наноспутника, созданный из стандартных коробок, но с поверхностными панелями из фанеры. Единственные не деревянные внешние части Woodsat — это угловые алюминиевые направляющие, используемые для его развертывания в космосе, а также металлическая палка для селфи.
Миссия была инициирована Яри Макиненом, финским писателем и телеведущим. Он стал соучредителем компании Arctic Astronautics, которая продает полностью функциональные копии готовых к орбите CubeSat для образования, обучения и хобби.
Мне всегда нравилось делать модели самолетов из множества деревянных деталей. Я работал в области космического образования, и это заставило меня задуматься; почему мы не летаем в космос с деревянными материалами?
Первоначальной была идея запустить деревянный спутник в стратосферу на борту метеозонда. Это произошло в 2017 году с деревянной версией KitSat. Когда все прошло хорошо, команда решила модернизировать его и фактически выйти на орбиту. С этого момента проект просто разросся: изобретатели нашли коммерческую поддержку и закрепились на пусковой установке Electron от Rocket Lab в Новой Зеландии.
Проект оказался воспринят весьма серьезно. Европеское космическое агентство решило внести свой вклад в полезную нагрузку Woodsat в обмен на помощь в оценке его пригодности для полета. Ими был добавлен датчик давления, который позволит определять локальное давление в бортовых полостях в часы и дни после запуска на орбиту. Это важный фактор для включения мощных систем и радиочастотных антенн, потому что небольшое количество молекул в полости может потенциально причинить им вред.
Рядом с ним будет простой светодиод с фоторезистором, который определяет, когда он загорается. Но мощность светодиода будет поступать через электропроводящий пластик, напечатанный на 3D-принтере, который называется "полиэфирэфиркетон", или сокращенно PEEK, что откроет перспективу использования мощности печати или даже каналов передачи данных непосредственно в телах будущих космических миссий.
Спонсоры Woodsat включают UPM Plywood из Финляндии, одного из крупнейших производителей фанеры в мире. Основным материалом для фанеры является береза. Команда использует практически тот же материал, что продается в хозяйственном магазине, или применяется для изготовления мебели.
Основное отличие состоит в том, что обычная фанера слишком влажная для использования в космосе, поэтому инженеры помещают древесину в термовакуумную камеру, чтобы просушить ее. Затем выполняется осаждение атомных слоев, добавляя очень тонкий слой оксида алюминия, который обычно используется для герметизации электроники. Это должно свести к минимуму любые нежелательные пары из древесины, известные как "газовыделение" в космическом пространстве, а также защитить от эрозионного воздействия атомарного кислорода.
Этот высокореактивный вариант кислорода находится на окраинах атмосферы — результат разрушения стандартных молекул кислорода мощным ультрафиолетовым излучением Солнца — и был впервые обнаружен, когда он съел тепловые одеяла во время ранних полетов космических шаттлов.
Предполетные испытания показывают, что спутник, который будет находиться на орбите на высоте около 500-600 км по примерно полярной солнечно-синхронной орбите, должен выдержать воздействие атомарного кислорода. Но ожидается, что древесина будет затемнена ультрафиолетовым излучением нефильтрованного солнечного света.
У Woodsat есть пара бортовых камер, одна из которых закреплена на палке для селфи, чтобы оглянуться на фанеру и сделать снимки, чтобы увидеть, как она себя ведет. Команда сможет увидеть изменение цвета и любые трещины на корпусе. Проектирование и изготовление штанги камеры оказалось интересным занятием: конструкция должна быть небольшой, поскольку она может находиться внутри крошечного спутника при запуске, а затем расширяться как можно дальше в космосе.
Наряду с камерами и набором датчиков, подаренным ЕКА, Woodsat также будет нести полезную радиолюбительскую нагрузку, позволяющую любителям ретранслировать радиосигналы и изображения по всему миру. Чтобы передать данные по нисходящей линии радиосвязи "LoRa", необходимо приобрести наземную станцию всего за 10€.