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从今天发射的木制卫星LignoSat谈起

送交者: realspiro[♂☆★★声望品衔11★★☆♂] 于 2024-11-05 14:13 已读 565 次 5赞  

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从今天Space-X 发射的木制卫星LignoSat谈起

今天是美国大选之日, 而且我现在仍然很忙。但科技新闻中一则小小的新闻, 让我想到木材,木工及其应用, 联想了很多。 作为业余爱好, 我很喜欢木料和木工, 我的在地下室的工作室里堆满了各种我喜欢的木料。今天新闻里谈到的木材, 以及和它发音很接近的另一种木材, 我都熟悉也很喜欢, 联想了很多,和大家聊聊。

先介绍新闻原文, 以下是路透社及其它新闻机构的报道,我使用了谷歌中文翻译。

周二,日本研究人员制造的世界上第一颗木制卫星发射升空,这是利用木材进行月球和火星探索的早期测试。LignoSat 由京都大学和房屋建筑商住友林业开发,将搭乘 SpaceX 任务飞往国际空间站,随后被送入距地球约 400 公里(250 英里)的轨道。这颗手掌大小的 LignoSat 以拉丁语“木材”一词命名,其任务是在人类探索太空生活时展示这种可再生材料的宇宙潜力。

“有了木材这种我们可以自己生产的材料,我们将能够永远在太空中建造房屋、生活和工作,”曾乘坐过航天飞机、在京都大学研究人类太空活动的宇航员 Takao Doi 说。Doi 的团队制定了一项为期 50 年的计划,将在月球和火星上种植树木和建造木屋,他们决定开发一颗经 NASA 认证的木制卫星,以证明木材是一种太空级材料。

“20 世纪初的飞机是用木头制成的,”京都大学森林科学教授村田浩二说。“木制卫星也应该是可行的。”  村田补充说,木材在太空中比在地球上更耐用,因为没有水或氧气会使其腐烂或发霉。

   

研究人员表示,木制卫星还可以最大限度地减少其使用寿命结束时对环境的影响。退役的卫星必须重新进入大气层,以避免成为太空垃圾。土井说,传统的金属卫星在重返大气层时会产生氧化铝颗粒,但木制卫星会燃烧,污染较少。

“金属卫星未来可能会被禁止,”土井说。“如果我们能证明我们的第一颗木制卫星可以工作,我们想把它卖给埃隆·马斯克的 SpaceX。” 

研究人员在国际空间站进行了 10 个月的实验后发现,日本原产的一种木兰木 (magnolia wood, 日文マグノリアの, Hoonoki),传统上用于制作刀柄和剑鞘,现在研究人员发现它最适合用于航天器。

部署后,LignoSat 将在轨道上停留六个月,机上的电子元件将测量木材在太空极端环境下的承受能力。在从黑暗到阳光的轨道上,木材温度每 45 分钟在 -100 到 100 摄氏度(-148 到 212 华氏度)之间波动。

住友林业筑波研究所经理 Kenji Kariya 表示,LignoSat 还将测量木材减少太空辐射对半导体影响的能力,使其可用于数据中心建设等应用。“这看起来可能过时,但随着文明向月球和火星进发,木材实际上是尖端技术,”他说。“向太空扩张可能会振兴木材行业。”

京都大学对太空木材的测试证实,木材经久耐用,能够承受太空的恶劣条件。国际空间站为期 10 个月的实验发现,日本的木兰木非常适合用于航天器。这种木材在太空中具有弹性,可以承受每 45 分钟在 -148 到 212 华氏度之间波动的温度。

研究小组已经确定,计划于 2024 年由 NASA 和 JAXA 联合发射的 LignoSat 可能会使用木兰木(日语中为“Hoonoki”),因为它具有理想的特性。研究团队决定采用木兰木相对较高的可加工性、尺寸稳定性和整体强度。

值得提到的是,木兰木的确很好而且比较容易加工。我个人的感觉是它质地均匀较硬, 而且纹路细长漂亮有点像枫木(maple),很容易用机械来加工也不易开裂。 估计这些都是日本团队决定采用木兰木的原因之一。木兰木不是最名贵的木材之一,但也不便宜, 估计用它来做卫星木材的价格倒不必顾忌。现在很多好一点的厨刀,刀把刀鞘都是木兰木做的, 下面是几个例子:

   

说了木兰木 (Hoonoki) 让我想起了历史上更有名的另一种木料, 日文发音和木兰木很像, 叫Hinoki , 日本桧木,是cypress 的一种, 木材也很好,在二战中使用很广泛。  这个木材反而是我今天想说的重点, 因为从木兰木联想到桧木,它们让我意识到, 日本人对木材的应用是以实用性能为首位考虑, 他们对美观和珍稀程度的考虑好像不如华人那么看重。

桧木是红桧与扁柏合称,柏科属大乔木。生存仅见于北美、日本及台湾阿里山区。

桧木为台湾的最古老生态系,与银杏、水杉等等同为世界顶级的古老珍宝。红桧为台湾主要的造林树种,其木材色淡而红,质地细而结实,内含许多油脂,略香而无辛味,耐朽力高故不易腐朽。生长于山区海拔1700公尺至3000公尺间,是台湾特产,被誉为神木。在台湾有著名的拉拉山神木群、观雾桧山神木群、雪山神木及阿里山神木等。桧木生长于高冷深山中,屹立不倒数千年,累积大量芬多精,可以长时间散发芳香气息,成为植物中带氧量最多的树种之一。

   

 

台湾的红桧神木

台湾的红桧神木林

从木工角度来讲, 日本的桧木质地和纹路都很好,日本使用桧木的历史久远,制造技术精良, 在建筑及家具等方面的应用具有优势。 但是台湾红桧神木群是世界上最大的原生桧木群, 也是单枝最大的纪录保持者。 台湾红桧神木群的树木直径和长度普遍大于日本桧木, 而且台湾红桧油脂含量更高。 由于这些优点,那个战争年代用台湾红桧来制造军舰甲板是日本的最佳选择。
  

正是这个主要原因,在军国主义扩张期间,日本大规模砍伐台湾桧木用来制造军舰甲板。通常情况下,柚木(Teak)防水性能最佳,是制造船舶木质甲板的更理想的木材,但是柚木主要生长在潮湿炎热的热带低纬度地区,主要产地如东南亚地区长期作为被英国、法国、荷兰等老牌帝国主义的殖民地,柚木作为战略资源为其所垄断控制,其他国家需要从这些国家高价进口。因此日本在扩军备战大规模制造军舰时,既为了避免引起其他列强的注意,且降低成本,没有进口柚木,而是用台湾桧木作为军舰甲板的主要材料。“大和”号战列舰、“赤城”号航空母舰等等臭名昭著的日本海军军舰就铺设了台湾桧木为原材料加工的甲板木。

大和号战列舰(日文:戦艦大和/せんかんやまと,英文:Battleship Yamato),是第二次世界大战中日本海军建造的大和级战列舰一号舰。
   

下面这几张图片能看见大和号的台湾桧木甲板:

  

赤城(あかぎ)是日本海军建造的天城级战列巡洋舰2号舰,后改建为航空母舰,是第一航空舰队旗舰。

下面这几张图片能依稀看见赤城号的台湾桧木甲板:

   

日本殖民者的大量砍伐致使台湾桧木资源严重受损,甚至引发了高山族人民的强烈反抗。有识之士呼吁称”我们这代人不能散尽250万年演化传承的自然遗产,要为千千万万命丧黄泉的桧魂伸冤。“在民间的积极呼吁下,台湾当局已对桧木的砍伐采取了限制和保护措施。

今天从木兰木联想到桧木,因为它们都让我意识到, 日本人对木材的应用是以实用性能为首位考虑, 他们对木材的美观和珍稀程度的考虑好像不如华人那么看重, 这点值得我们借鉴。另外, 我也很喜欢Teak,因为很多要碰水的家具,用它最好,比如说浴室或凉台上的bench ,今天写了这文章才第一次知道,当年鸦片战争中的英国炮舰,估计它们的甲板就是用Teak 制造, TNND。

贴主:realspiro于2024_11_05 14:14:47编辑

贴主:realspiro于2024_11_05 14:23:43编辑

贴主:realspiro于2024_11_05 14:25:34编辑
贴主:realspiro于2024_11_05 15:10:04编辑
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