全球首个木制卫星将亮相，美国和日本为什么要用木头造卫星？

2024年，美国和日本要用西工大的校花造一颗人造地球卫星。这句话是不是听起来哪哪都不挨着？别急，听我解释。

西工大的同学都知道，咱们的校花是~白玉兰，每年春天开满校园可好看了，白玉兰是木兰属的一种植物，这类植物的木头木匠说：材质优良，纹理直，结构细，适合做家具。

适合做家具的东西，为什么要用来做卫星呢？这里面的逻辑是这样的：

我们都知道现在人类往地球轨道上面扔的卫星越来越多了，这些卫星寿终正寝之后，就会变成太空垃圾。特别是这个轨道离地球越近，空间就越小，撞到别的航天器的概率就越大。好在近地轨道有个特点，那就是在这个高度上，多多少少存在一些空气，这些空气会非常缓慢地给这里的航天器减速，于是，这里的航天器的轨道高度其实是逐渐往下降的，在近地轨道卫星报废之后，它们也会逐渐下降高度，最终进入大气层掉落下来。

那么问题又来了，天上掉下来个卫星，就问你怕不怕，砸到花花草草怎么办？虽说地球那么大，概率非常低，但是万一将来发射卫星和掉落卫星的频率很高的话，砸到人口稠密区的概率也会提升。这时候，木头卫星的好处就体现出来了。它在返回大气层的过程中与大气作用产生的高温会让他烧的干干净净，剩下的一些金属部件就非常小了，也能够像流星一样烧完，砸到花花草草的概率就小多了。

那么，用木头造卫星特殊性在哪里呢？主要就是力学特性，木头在这方面还是有一定经验的，因为人类最早的飞机就是木头造的，不过，相比金属而言，木头的强度和刚度都不太占优。所谓强度就是不容易断的性能，比如铝合金的抗拉强度能达到两三百兆帕，而最结实的木头沿着它最介质的那个顺茬的方向拉，抗拉强度也只有100多。而所谓刚度就是不容易变形的性能，说白了就是软硬，木材顺着木纹拉，弹性模量是一万多兆帕，铝合金是7万。

不过还好，相比飞机而言，卫星的结构强度要求并没有那么高，因为他并不用承受气动载荷，只要能够抗的住火箭发射时候的过载和振动就行了，那个相比飞机的关键部件承受的载荷要小得多。除此之外，太空环境跟地球环境不太一样，在高真空和高辐射的折磨之下，木头的性能很可能会降低。

我查了一篇北京林业大学发表的论文，文章通过试验证明，在接受了γ射线的照射之后，木材的纤维素会降解，一些分子链会被打断，导致抗拉抗弯抗压和抗冲击性能都会减弱。所以，木兰木也并不是一开始就被确定为航天木头的。在22年早些时候，它和樱桃木、桦木一起被带上了国际空间站，经过了试验和选拔，发现它在宇宙环境中的性能变化最小，才确立为卫星材料。

而由他制造的第一颗卫星也是试验性质的，非常小，只有咖啡杯那么大，你想啊，卫星小了，上面的结构承受的载荷也小，挂的试验载荷也少，发射也便宜，成本就低，就算是上天之后废了，损失也小，就相对稳妥，未来能够用木头造出多大的卫星，要看明天他上天之后的表现了。

哎，校花都上太空了，我什么时候才能上去呢？我是苟胜，带给你硬核又有趣的航空航天知识，点赞加关注就可以下课了。

本文为科普中国·星空计划扶持作品

作者：梁毅辰（苟胜老师）西安航空学院讲师

审核：韩文标 中国科学院上海天文台研究员

出品：中国科协科普部

监制：中国科学技术出版社有限公司、北京中科星河文化传媒有限公司