En løsning på rumskrot:Satellitter lavet af svampe?

Ifølge de seneste tal fra ESA's Space Debris Office (SDO), der er cirka 6, 900 kunstige satellitter i kredsløb. Situationen vil blive eksponentielt overfyldt i de kommende år, takket være de mange telekommunikationer, internet, og små satellitter, der forventes at blive opsendt. Dette skaber alle slags bekymringer for kollisionsrisici og rumaffald, for ikke at tale om miljøhensyn.

Af denne grund, ingeniører, designere, og satellitproducenter leder efter måder at redesigne deres satellitter på. Indtast Max Justice, en cybersikkerhedsekspert, tidligere marinesoldat, og "Cyber ​​Farmer", der brugte mange år på at arbejde i rumindustrien. I øjeblikket, han arbejder hen imod en ny type satellit, der er lavet af myceliumfibre. denne hårde, varmeresistent, og miljøvenligt materiale kan udløse en revolution i den blomstrende satellitindustri.

Som det står, en af ​​de største bekymringer med satellitter er risikoen for kollision, de udgør, når de er nedlagt. Indtil deres kredsløb henfalder og de brænder op i atmosfæren, satellitter vil sandsynligvis kollidere med hinanden og producere små stykker rumaffald. For at afbøde dette, og forhindre den eksponentielle stigning af affald i kredsløb (aka. Kessler Syndrome), satellitproducenter undersøger måder, hvorpå de hurtigere kan deorbitere dem.

Imidlertid, dette overser en anden fare, hvilket er den måde, satellitter, der kommer ind i vores atmosfære igen, vil efterlade spor af aluminiumspartikler og andre giftige rester. Disse partikler vil flyde i den øvre atmosfære i mange år og kan skabe endnu en kilde til miljøproblemer. Max Justice mener, at myceliumsvamp kan håndtere begge disse farer, når de bruges til at fremstille satellit-chassis.

I bund og grund, myceliumfibre er proteinrige, flercellet materiale udvundet fra rodstrukturen af ​​svampe, der vokser til makrostrukturer - den mest kendte er svampe. Efterhånden som disse strukturer vokser, mycelierne frigiver enzymer, der omdanner sukkerarter eller planteaffald til brugbare næringsstoffer, hvilket giver dem mulighed for at skabe omfattende netværk i det underlag, de optager - normalt jord.

Når det er tørret, myceliumfibre er lette, ekstremt hård, og har en trækstyrke, der kan sammenlignes med silkes. På grund af dette, mycelium er en af ​​mange organiske fibre, der bliver undersøgt af hensyn til byggematerialer og fremstilling. For eksempel, flere designere undersøger mycelium som en billig, holdbar, og ikke-giftige midler til at bygge miljøvenlige boliger, isolering, og plastik.

Eksempler inkluderer arkitekt- og designfirmaer Evocative og The Living, som har brugt mycelium i årevis til at skabe materialer og færdige produkter. I byggebranchen, mycelium har også vist sig at have applikationer til at fjerne skadelige kemikalier i byggeaffald. Når parret med 3D-print, mycelium kan også bruges til at fremstille stole og andre møbler.

Andre applikationer inkluderer "svampepapir, "surfbrætter, "svampe læder, "svampesko, "bacon, og endda kister, der gør menneskelige rester til kompost. Da skuespilleren Luke Perry døde i 2019, hans datter angav, at han var begravet i en "svampedragt". Som Justice fortalte Universe Today via e-mail, denne naturlige fiber indtager en vigtig plads i den revolution, der i øjeblikket finder sted inden for fremstilling og materialer:

"Folk indser hver dag, hvordan svampe (især, mycelium) kan bruges som erstatning for bacon (såvel som svinekød, ko, og kylling), læder (og de finder ud af, at det er stærkere), sko, hatte, tøj, som bygge-/konstruktionsmaterialer såsom mursten, lydisolering, brandhæmmende isolering, samt pakkematerialer, møbel, bolte af gevind, håndtasker, dyremad, der er ingen grænser. Der er endda flere mykologer og andre videnskabsmænd, der arbejder med mycelium for at spise olie og plastik. Det er ret fantastisk."

Men hvad med kommerciel plads, en anden industri, der gennemgår et seismisk skift med hensyn til formål og praksis? Det er her, Justices indsats i sidste ende er rettet, og som var inspireret af forskning, der i øjeblikket udføres af Sumitomo Forestry og Kyoto University i Japan. Under ledelse af Takao Doi, en tidligere JAXA-astronaut og professor i rumfartsteknik ved Kyoto Universitet, denne samarbejdsindsats søger at bygge de første "træsatellitter".

Ideen er at bruge lag af cellulosefibre (træ), der er meget modstandsdygtige over for temperaturændringer og direkte sollys. "Vi er meget bekymrede over, at alle de satellitter, der kommer ind i jordens atmosfære igen, brænder og skaber små aluminiumoxidpartikler, som vil svæve i den øvre atmosfære i mange år, " sagde Doi i et nyligt interview med BBC. "Til sidst, det vil påvirke jordens miljø."

Men som retfærdigheden antydede, mycelium er ikke kun et stærkere og mere fleksibelt materiale end træ er, det er også meget mere vedvarende og bæredygtigt som en ressource. Og det er kun toppen af ​​isbjerget, som han forklarede:

"Afhængigt af den anvendte type mycelium, det kan være mere fleksibelt end træ og/eller stærkere end træ, det er lettere end træ, og naturligvis meget mere brandhæmmende. Jeg tog endda en propan fakkel til en af ​​mine mycelium blokke i over 5 minutter, og alt det gjorde var røg.

"Mycelium er meget let i vægt, det flyder naturligt på vandet, det kan modstå rummets kulde, hvor vi ikke behøver at bekymre os om koldsvejsning, og vi kan tilføje fine stammer af metalmateriale, som bruges til at transmittere næsten enhver type signal. Som du kan se, der er mange grunde til, at mycelium er meget velegnet til vores satellitter i rummet, på land, og i luften på vej til rummet.

Selvfølgelig, der er også det altafgørende problem med rumaffald, som forventes at blive en alvorlig fare for satellitter og rumfartøjer i lav kredsløb om jorden (LEO) i de kommende år. Ifølge SDO, mere end 560 brud, eksplosioner, kollisioner, eller unormale begivenheder, der resulterede i fragmentering, har fundet sted siden opsendelsen af ​​den første kunstige satellit i 1957 (Sputnik 1). Med udbredelsen af ​​små satellitter og de megakonstellationer, der er (eller snart vil blive) indsat, risikoen for kollision stiger betydeligt.

Dette kan resultere i et fænomen kendt som "Kessler syndrom, "hvor kollisioner og sammenbrud fører til flere kollisioner og endnu mere, og så videre. I årtier, rumbureauer og astronomer har frygtet denne udsigt og har ledt efter afbødende foranstaltninger for at forhindre og rydde op i "rumskrammel". Som retfærdigheden antydede, materialer som myceliumfibre ville udgøre en afbødende foranstaltning i produktionsslutningen.

"Godt, rumaffald er rumaffald, " sagde han. "Og når man fløj rundt kl. 26, 875 km (16, 700 mph), det kan stadig ødelægge nogens dag. Fordi mycelium har så stærke bindinger og er, hvad nogle anser for brandsikkert, det vil tage en masse energi i rummet at bryde det ad, hvilket faktisk er en god ting, fordi det er de små stykker rumskrammel, der er den rigtige dræber."

I betragtning af fordelene og de måder, hvorpå mycelium har fanget ind i flere forskellige industrier, man må undre sig over, hvorfor rumsektoren halter bagud i vedtagelsen af ​​dette materiale. Selvom der er nogle eksempler - f.eks. Mars City Design (MCD) udforsker brugen af ​​mycelium til at skabe levesteder for Mars - der er i øjeblikket ikke en lignende indsats for at udvikle myceliumsatellitter.

Som det står, Justice beskriver sig selv som en "army of one, når det kommer til at lave mycelium-baserede satellitter." Operationen, kendt som Setas svampe beliggende i faldende vand, West Virginia, specialiseret sig i at dyrke og levere friske, helt økologiske spisesvampe. Ud over, de vokser og leverer 0,45, 2,25, og 4,5 kg (1, 5, og 10 lbs) blokke af mycelium, som typisk tager mindre end to måneder at skabe og kan dyrkes i enhver påkrævet form. Sagde Justice:

"Jeg har arbejdet i rumindustrien (overvejende med NGO'en [Natiopnal Reconnaissance Office], NGA [National Geospatial-Intelligence Agency], og NASA) i over 15 år, og ingen andre gør dette eller taler om det. Indtil de møder mig, så er folk blæst bagover om anvendelsen af ​​mycelium. Jeg ville elske at se NASA, andre offentlige myndigheder, eller den private sektor, ligesom SpaceX, Bigelow, ISIS Space, visionæring, eller mange andre, blive interesseret i denne lave pris, letvægts, brandhæmmende, og yderst bæredygtigt produkt."

På nuværende tidspunkt der er omkring 4, 000 fungerende satellitter i kredsløb, med nye tilføjes hele tiden. SpaceX begyndte at lancere partier af sine Starlink bredbåndsinternetsatellitter i maj 2019, startende med partier på 60 et par gange om måneden. Siden marts 2021, de har i gennemsnit omkring 300 om måneden og har nu en konstellation på 1, 443 satellitter - med planer om en megakonstellation på 12, 000.

I mellemtiden den multinationale e-handelsgigant Amazon har sine egne planer for en konstellation af 3, 236 bredbåndssatellitter. Siden 2012 har Viasat og Hughes (et datterselskab af EchoStar) har også tilbudt bredbåndsinternettjenester gennem deres telekomsatellitkonstellationer. Med internetadgang forventes at nå 8,73 milliarder mennesker på verdensplan i 2050 (det er 90 % af den globale befolkning), der er betydelig vækst (ingen ordspil) at hente i denne sektor.