В последние дни декабря 2024 года с борта МКС в открытый космос запустили пять кубсатов, среди которых выделяется японский LignoSat. Это первый в мире спутник с корпусом из древесины. Он проведёт несколько месяцев на орбите, испытывая древесину в качестве строительного материала для космических аппаратов, а в перспективе — для станций и баз.

Источник изображений: NASA/Kyoto University

Проект спутника из дерева был реализован командой учёных из Киотского университета под руководством бывшего японского астронавта Такао Дои (Takao Doi), который в настоящее время занимает должность профессора в этом университете. Им помогала деревообрабатывающая компания Sumitomo Forestry. За год до отправки спутника на МКС были доставлены образцы различных пород древесины, покрытых лаком и без покрытия, чтобы выбрать наиболее устойчивый к вакууму материал. В итоге выбор пал на японскую разновидность магнолии — хоноки.

В японской культуре древесина хоноки исторически использовалась для изготовления ножен самурайских мечей — катан. Запуск спутника с использованием хоноки в космическое пространство, по мнению японцев, обещает вывести деревообрабатывающую отрасль на новый уровень. Команда Такао Дои совместно с Sumitomo Forestry даже разработала 50-летний план по высаживанию магнолиевых насаждений, чтобы удовлетворить возможный спрос на древесину для строительства баз на Луне, Марсе и других небесных телах.

Стенки кубсата LignoSat соединены без клея и гвоздей методом «ласточкин хвост». При этом спутник имеет жёсткую раму и систему крепления из стальных спиц, что делает столярное соединение, возможно, избыточным, но придаёт конструкции определённую изящность. Тем не менее, поведение пазов в условиях вакуума может дать важные данные о свойствах древесины, что придаёт этому решению практический смысл.

Во время свободного полёта по орбите древесина должна доказать свою надёжность не только как конструктивный материал, но и как защита электроники от радиации и проникновения геомагнитного поля через стенки спутника. Что ж, первый шаг сделан. Подобный проект разрабатывается и в Европейском космическом агентстве. В перспективе замена алюминиевых корпусов спутников на деревянные позволит избежать загрязнения атмосферы Земли оксидом алюминия, который образуется при сгорании спутников. Древесина же, напротив, является экологически чистым решением.

В рамках запланированной на завтра миссии SpaceX Transporter 11 на орбиту будет выведен кубсат (небольшой спутник) с платформой Nvidia Jetson Orin NX, предназначенной для запуска систем искусственного интеллекта. Инициаторы проекта хотят испытать новый материал, призванный защитить электронику в условиях космоса.

Источник изображения: CSC/Aethero

ИИ на Земле сегодня является главным технологическим трендом, но его развёртывание на орбите идёт намного медленнее — там спутники подвергаются жёсткому воздействию ионизированных частиц и космического излучения, угрожая электронным компонентам. Чтобы компьютер выжил в космосе, ему нужны защита — рассчитанный на высокие дозы радиации корпус из прочных материалов. Чтобы изготовить пригодный для космоса компьютер, нужны годы, поэтому производителям спутников приходится довольствоваться устаревшими процессорами.

Расположенная в Джорджии Cosmic Shielding Corporation (CSC), учреждённая шведским Техническим университетом Чалмерса, предложила своё решение этой проблемы. Компания разработала экранирующий нанокомпозитный метаматериал — полимер с наночастицами, точный состав которого является коммерческой тайной. Этот материал, уверены его создатели, способен останавливать заряженные частицы. CSC уже провела испытания материала в ускорителях частиц на Земле и в ходе восьмимесячного эксперимента на МКС.

Теперь проект перешёл на новый уровень: на орбите появится полноценный защищённый компьютер с ИИ. Он будет находиться на борту кубсата, созданного компанией Aethero из Сан-Франциско — она специализируется на выпуске высокопроизводительных компьютеров космического класса. Единственной задачей платформы во время его четырехмесячной миссии будет выполнение математических вычислений, результаты которых станут передаваться на Землю и подвергаться проверке.

Подобные системы будут пользоваться спросом, уверены в CSC. Они потребуются производителям спутников и поставщикам услуг по наблюдению за Землёй — их порадует возможность анализировать и обрабатывать изображения прямо на борту спутников. ИИ в космосе поможет в выполнении целого ряда новых миссий, требующих расширенного анализа изображений и визуальной навигации — обслуживание систем на орбите, удаление и манёвры по уклонению от космического мусора. Компьютеры с экранами нового поколения смогут дольше работать в космосе, а с более долгими миссиями сократятся и затраты на них. Этот же материал сможет использоваться в скафандрах, будущих космических станциях и лунных жилищах.