Faműhold
(Rovat: Kis űreszközök nagy szerepe, Új eszközök és anyagok - 2021.06.27 07:15.)

Nem egy makettről, hanem egy igaziról van szó, amelyet még az idén pályára is szeretnének állítani.

Kézenfekvő volna a finn WISA Woodsat nevében az angol wood kicserélése a magyar fára, de efféle rossz szójátékot mégsem engednénk meg magunknak. Már csak azért sem, mert egy komoly és érdekes kísérletről van szó ezzel a 10 cm élhosszúságú kocka alakú (1 egységnyi, 1U) CubeSat nanoműholddal. Ez lesz ugyanis a világ első fából készült űreszköze. A programban az Európai Űrügynökség (ESA) anyagtudománnyal foglalkozó szakemberei is részt vesznek.

A még készülő Woodsat Föld körüli pályán. (Fantáziakép: Arctic Astronautics)

Persze nem az egész műhold készül fából, hiszen az elektronikus berendezések esetében ez nem képzelhető el. A kocka külső burkolatának anyagául viszont furnérlemezt választottak. A műhold egyedüli nem fa alapanyagú külső alkatrészei az alumíniumból készült élek, amelyeknek a kibocsátáskor van szerepe, valamit egy szintén fémből készült, kamerát tartó „szelfibot”, amely a pályára kerülés után nyílik ki a dobozból.

A küldetés Jari Makinen finn író és rádiós ötletét valósítja meg. Ő az egyik alapítója az Arctic Astronautics cégnek, amely oktatási, képzési és szórakoztatási céllal működőképes CubeSat másolatokat készít. Makinen bevallása szerint mindig is rajongott a repülőgép-modellezésért, ahol számos fa alkatrészt használnak. Innen jött a gondolat: miért ne próbáljanak meg fából készült alkatrészeket a világűrbe küldeni?

Az első lépés egy sztratoszféra-repülés volt 2017-ben, egy időjárási ballon fedélzetén. Aztán megcélozták a Föld körüli pályát, ahová a tervek szerint a Rocket Lab cég egyik Elektron rakétájával jutnak majd el, várhatóan még az idei év vége előtt. Az ESA szakemberei részt vettek az anyagok vizsgálatában, cserébe pedig lehetőséget kaptak a fedélzeten elvégzendő kísérletekre. Egy dán készítésű nyomásérzékelőt helyeznek el a CubeSat belsejében, hogy a pályára állást követő órákban és napokban méréseket végezhessenek. Az elektronikus berendezések bekapcsolása előtt ugyanis nagyon fontos tudni, hogy vannak-e még ott gázmolekulák. Ha nem tökéletes a vákuum, az akár gondokat is okozhat. Lesz még a műholdban egy fénykibocsátó dióda (LED) és mellette egy fotoellenállás, amely érzékeli, ha a LED világít. A fényforrás viszont egy elektromosan vezető műanyagból 3D nyomtatással előállított alkatrészen keresztül kapja az áramot. Ha a dolog beválik, megnyithatja az utat a 3D nyomtatással akár az űrhajók fedélzetén előállított vezetők használatához. Egy olasz kvarckristály-mikromérleg nanogrammos érzékenységgel méri a szennyezőanyagok megjelenését, amelyek származhatnak a fedélzeti elektronikus berendezésekből vagy magából a faburkolatból.

A Woodsat egyik fő szponzora nem meglepő módon a finn UPM Plywood vállalat, a világ egyik vezető furnérlemezgyártója. A fő alapanyag a nyírfa, és a műholdhoz is alapvetően hasonló eljárással készült lapokat használnak, mint amilyeneket a barkácsáruházakban megvehetünk vagy a bútorok készítéséhez alkalmaznak. Lényeges különbség azonban, hogy a közönséges furnérlemezek nedvességtartalma sokkal nagyobb, mint amekkorát az űrbeli használat elviselne. Ezért a műhold megépítésére szánt lemezeket hő-vákuumkamrában szárították ki. Utána egy nagyon vékony alumínium-oxid réteget vittek fel rá. Mindezzel próbálják minimalizálni a nem kívánt gázképződést a világűrben. Ugyanakkor a réteg nem csak a kigőzölgéstől védi a furnérlemezt, de a légkör legfelső rétegeiben előforduló atomos oxigén agresszív eróziós hatásától is. A lemezek egyes felületdarabjain másféle típusú bevonatokkal is kísérleteznek.

A műhold 500–600 km-es magasságban, közel poláris napszinkron pályán kering majd. Ez már elég magasan van ahhoz, hogy az oxigénatomok ne tegyenek nagy kárt benne. De a fa anyaga a Nap ultraibolya sugárzása miatt várhatóan be fog sötétedni. A történéseket – a színváltozást, esetleges külső sérüléseket – egy kamerapárral figyelik majd a fedélzeten, közülük az egyiket a kockatestből kinyúló rúd végén helyezik el. Mindezt persze nem könnyű egy 1U CubeSat belsejébe zsúfolni. A terveket a finn Huld cég készítette, akik a végletekig kihasználták a 3D nyomtatás lehetőségeit. A kamerák és az ESA érzékelőinek szállítása mellett a Woodsat rádióamatőr műholdként is funkcionál majd.