Diesen Sommer: Japan startet den ersten Holzsatelliten der Welt

Schon vor etwas mehr als zwei Jahren berichteten wir hier bei t3n über einen Holzsatelliten, an dem Forscher:innen der japanische Raumfahrtagentur Jaxa arbeiteten. Damals war noch unklar, welche Art von Holz letztlich für den Satelliten verwendet werden würde. Inzwischen ist die fliegende Zigarrenkiste fertig.

Magnolie als Satellitenbaustoff

Danach wird der Lignosat-Satellit aus Magnolienholz gefertigt sein. Das hatte sich bei Experimenten auf der Internationalen Raumstation (ISS) als besonders stabil und rissfest erwiesen. Jetzt werden die Pläne für den Start mit einer US-Rakete im Sommer dieses Jahres fertiggestellt.

Der Holzsatellit ist entstanden als Kooperation zwischen Forscher:innen der Universität Kyoto und dem Holzunternehmen Sumitomo Forestry. Ziel war es, biologisch abbaubare Materialien wie Holz als umweltfreundliche Alternative zu den Metallen einzuführen, aus denen derzeit alle Satelliten gebaut werden.

„Alle Satelliten, die wieder in die Erdatmosphäre eintreten, verbrennen und erzeugen winzige Tonerdepartikel, die viele Jahre lang in der oberen Atmosphäre schweben werden“, warnt Takao Doi, ein japanischer Astronaut und Raumfahrtingenieur der Universität Kyoto. „Letztlich werden sie die Umwelt auf der Erde beeinträchtigen“.

Holz verbrennt rückstandsfrei, Aluminium nicht

Da Holz nahezu rückstandsfrei verbrennt – jedenfalls beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre – lag die Idee nahe, das Material für den Bau von Satelliten zu verwenden. Die ersten Tests wurden in Labors durchgeführt, in denen die Bedingungen im Weltraum nachgestellt worden waren. Dabei konnte festgestellt werden, dass die Holzproben keine messbaren Veränderungen der Masse oder Anzeichen von Zersetzung oder Beschädigung aufwiesen.

„Die Fähigkeit des Holzes, diesen Bedingungen zu widerstehen, hat uns verblüfft“, erklärt Projektleiter Koji Murata. Nach den ersten Tests wurden die Proben zur ISS geschickt, wo sie fast ein Jahr lang Belastungsversuchen unterzogen wurden.

Auch danach zeigten sie kaum Anzeichen von Schäden, ein Phänomen, das Murata auf die Tatsache zurückführt, dass es im Weltraum keinen Sauerstoff gibt, der Holz verbrennen könnte, und keine Lebewesen, die es verrotten lassen könnten.

Magnolie setzt sich gegen andere Holzarten durch

Um zu sehen, welche Holzart sich letztlich am besten eignen würde, testeten die Forscher:innen mehrere Arten, darunter auch japanisches Kirschholz. Allerdings erwies sich letztlich Magnolienholz als am robustesten.

Daraus wurde nun im japanischen Kyoto ein Holzsatellit gebaut, mit dem im All eine Reihe von Experimenten durchgeführt werden soll.

„Eine der Aufgaben des Satelliten ist es, die Verformung der Holzstruktur im Weltraum zu messen. Holz ist in einer Richtung haltbar und stabil, kann aber in der anderen Richtung zu Dimensionsänderungen und Rissen neigen“, wird Murata vom Observer zitiert.

Obschon die endgültige Entscheidung über die Trägerrakete noch aussteht, ist schon klar, dass die Mission im Sommer 2024 starten soll. Von daher kommt entweder ein Cygnus-Versorgungsschiff von Orbital Sciences oder eine ähnliche Dragon-Mission von SpaceX etwas später im Jahr infrage.

Der Satellit hat die Größe eines Kaffeebechers und soll mindestens sechs Monate lang im Weltraum getestet werden, bevor er in die obere Atmosphäre zurückgeführt wird.

Holz als Baumaterial weit weniger problematisch als Aluminium

Sollte der Lignosat während seines Betriebs gute Leistungen zeigen, könnte sich in der Folge die Verwendung von Holz als Baumaterial für weitere Satelliten etablieren. Das scheint insbesondere angesichts der hohen Zahl geplanter Satellitenstarts in den kommenden Jahren sinnvoll.

Danach werden künftig jährlich mehr als 2.000 Raumfahrzeuge in die Umlaufbahn gebracht. Bleiben die weiterhin aus Aluminium gefertigt, könnte das schon bald zu erheblichen Umweltproblemen führen.

Jüngste Forschungsarbeiten von Wissenschaftler:innen der University of British Columbia, Kanada, haben ergeben, dass Aluminium aus wieder eintretenden Satelliten zu einem ernsthaften Abbau der Ozonschicht führen könnte. Holzsatelliten hingegen würden lediglich einen feinen Sprühnebel aus biologisch abbaubarer Asche erzeugen.