LignoSat: Wie ein Satellit aus Holz das Problem des Weltraumschrotts lösen könnte

Das Problem: Weltraumschrott – Eine wachsende Gefahr

In den Weiten des Alls umkreisen Tausende von Satelliten die Erde – von hochkomplexen Metallkonstruktionen bis hin zu innovativen Prototypen wie ein Satellit aus Holz. Letztere bieten eine umweltfreundliche Alternative, da sie beim Wiedereintritt in die Erdatmosphäre nahezu rückstandslos verglühen und keinen langlebigen Müll hinterlassen. Doch bislang dominieren herkömmliche Satelliten die Umlaufbahnen, viele davon längst außer Betrieb, was zur stetig wachsenden Menge an Weltraumschrott beiträgt. Dieser Schrott besteht aus Fragmenten alter Satelliten, ausgebrannten Raketenstufen und Trümmern von Kollisionen. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) schätzt, dass sich derzeit über 34.000 Objekte größer als 10 cm und Millionen kleinerer Partikel im Orbit befinden (ESA, 2023). Diese Trümmer stellen eine erhebliche Gefahr für aktive Satelliten, bemannte Raumfahrzeuge und zukünftige Missionen dar.

Die Lösung: LignoSat – Ein Satellit aus Holz

Vor diesem Hintergrund entstand eine bahnbrechende Idee: der Bau von Satelliten aus Holz. Holz ist ein nachhaltiges Material, das beim Wiedereintritt in die Atmosphäre vollständig und ohne schädliche Rückstände verglüht. Zudem ist es durchlässig für elektromagnetische Wellen, was den Bau von Antennen und anderen Kommunikationsgeräten erleichtert (Nagatomo et al., 2024).

Im Mai 2024 stellten die Universität Kyoto und das Unternehmen Sumitomo Forestry den weltweit ersten Satellit aus Holz namens LignoSat fertig. Dieser würfelförmige Satellit aus Holz mit einer Kantenlänge von 10 cm und einem Gewicht von 900 Gramm besteht hauptsächlich aus Magnolienholz. Dieses Holz wurde aufgrund seiner Widerstandsfähigkeit gegenüber extremen Bedingungen im Weltraum ausgewählt. Nach umfangreichen Tests auf der Erde wurde LignoSat im November 2024 vom Kennedy Space Center in Florida an Bord einer SpaceX-Rakete zur Internationalen Raumstation (ISS) gebracht. Von dort soll er in eine Umlaufbahn in etwa 400 Kilometern Höhe ausgesetzt werden (Kyoto University, 2024).

Die Entstehung des Projekts

Die Idee zu dem Satellit aus Holz wurde von einem Team der Universität Kyoto unter der Leitung von Professor Takao Doi entwickelt. Doi, ein ehemaliger Astronaut mit zwei Space-Shuttle-Missionen, brachte seine Erfahrungen aus der Raumfahrt in das Projekt ein. In Zusammenarbeit mit Sumitomo Forestry, einem traditionsreichen japanischen Unternehmen mit über 400 Jahren Erfahrung in der Holzverarbeitung, wurde das Projekt vorangetrieben. Die Kombination aus wissenschaftlicher Expertise und jahrhundertealtem Know-how in der Holzverarbeitung machte die Entwicklung dieses innovativen Satelliten möglich (Kyoto University, 2024).

Die Wahl des Magnolienholzes für den Bau von dem Satellit aus Holz basierte auf umfangreichen Tests. Diese Holzart zeichnet sich durch ihre hohe Festigkeit und Beständigkeit gegenüber extremen Temperaturunterschieden und kosmischer Strahlung aus. Magnolienholz wird in Japan traditionell für die Herstellung von Schwertscheiden verwendet, was seine Robustheit unterstreicht (Nagatomo et al., 2024).

Erfolgreiche Umsetzung und erste Ergebnisse

Nach dem erfolgreichen Start und der Ankunft an der ISS wurde der Satellit aus Holz in den Orbit ausgesetzt. Dort soll er über einen Zeitraum von sechs Monaten Daten sammeln, um die Widerstandsfähigkeit von Holz im Weltraum zu testen. Sensoren an Bord des Satelliten messen Temperatur, Strahlung und andere Umweltbedingungen, um zu überprüfen, wie das Holzmaterial auf die extremen Bedingungen im All reagiert (Sumitomo Forestry, 2024).

Ein besonderes Augenmerk liegt auf der Fähigkeit des Holzes, die Auswirkungen der Weltraumstrahlung auf elektronische Bauteile zu reduzieren. Sollte sich herausstellen, dass Holz als effektiver Schutz dient, könnte dies weitreichende Auswirkungen auf den Bau zukünftiger Satelliten und sogar auf die Konstruktion von Raumstationen oder Mondbasen haben. Die Forscher hoffen, dass LignoSat den Weg für eine breitere Anwendung von Holz in der Raumfahrt ebnet (Kyoto University, 2024).

Ausblick: Holz als Baustoff der Zukunft im All?

Die erfolgreiche Umsetzung von LignoSat könnte einen Paradigmenwechsel in der Raumfahrttechnik einleiten. Holz als nachhaltiger, kostengünstiger und umweltfreundlicher Baustoff könnte in Zukunft vermehrt für den Bau von Satelliten, Raumstationen oder sogar Habitaten auf dem Mond oder Mars eingesetzt werden. Die Möglichkeit, Holz in kontrollierten Umgebungen auf anderen Himmelskörpern anzubauen und zu nutzen, eröffnet spannende Perspektiven für die Zukunft der Raumfahrt (Ansdell, 2021).

Zudem könnte die Verwendung von Holz dazu beitragen, das Problem des Weltraumschrotts zu reduzieren und die Umweltbelastung durch die Raumfahrt zu minimieren. Die Entwicklung von dem Satellit aus Holz zeigt, dass traditionelle Materialien in Kombination mit modernster Technologie innovative Lösungen für aktuelle Herausforderungen bieten können.

In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit und Umweltschutz immer mehr an Bedeutung gewinnen, setzt LignoSat ein Zeichen für einen verantwortungsvolleren Umgang mit unseren Ressourcen – sowohl auf der Erde als auch im Weltraum.

Quellenangaben

• Ansdell, M. (2021). Satellit aus Holz Mitigating Space Debris: Advancements and Opportunities. Journal of Space Policy, 37(2), pp. 85-98.
• Kyoto University (2024). LignoSat: A Revolution in Sustainable Space Technology. Abgerufen von https://www.kyoto-u.ac.jp/en/news/lignosat
• Nagatomo, K., et al. (2024). Material Science for Space Applications: A Focus on Wooden Satellites. Journal of Aerospace Engineering, 41(3), pp. 125-140.
• Sumitomo Forestry (2024). Sustainability in Space: Launching the World’s First Wooden Satellite. Abgerufen von https://www.sumitomoforestry.co.jp/woodspace