교토대학과 스미토모 임업 주식회사는 2020년 4월부터 임한 '우주목재 프로젝트'에서 약 4년에 걸쳐 개발한 '목조 인공위성(LignoSat)'을 완성시켰다. 2024년 6월 4일에 JAXA에 인도해, 국제 우주 스테이션(ISS) 도착으로부터 약 1개월 후에 「키보」일본 실험동에서 우주 공간에 방출될 예정.
이번 발사하는 목조 인공 위성의 실기(플라이트 모델)의 구체에는, 각종 물성 시험의 결과로부터, 우주에서도 안정적으로 사용할 수 있는 수종으로서 호오노키재를 선정. 스미토모 임업 문별사 유림에서 벌채한 호오노키를 사용해, 구조의 구조는 나사나 접착제를 일절 사용하지 않고 정밀하고 견고하게 조립하는 「유형 숨겨 개미조 접기(토메가 타카쿠시 아리미츠기)」라고 불린다 일본 고래의 전통적 기법을 채용했다.
완성된 목조 인공위성은 1변이 100mm각의 큐브사트라고 불리는 초소형 위성으로, NASA/JAXA의 수많은 엄격한 안전심사를 무사히 통과. 세계 최초로 우주에서의 목재 활용이 공식적으로 인정되었다. 우주 공간에서의 운용을 향해 올해 9월에, 미국 플로리다주의 케네디 우주 센터로부터 발사 예정인 스페이스 X사의 로켓에 탑재해 ISS에 이송해, ISS 도착으로부터 약 1개월 후에 「키보우」일본 실험 동에서 우주 공간으로 방출될 예정.
ISS로부터 방출 후는 목조구체의 변형, 내부온도분포, 지자기, 소프트에러를 측정하고, 교토대학 구내에 설치된 통신국에 데이터를 송신할 계획. 앞으로는 이 목조 인공위성에서 얻은 각종 데이터의 분석을 진행한다.
이번 목조 인공위성 개발은 2022년 3월~12월까지 ISS의 선외 플랫폼에서 실시한 목재 우주 노출 실험을 비롯해 지상에서의 진동 시험, 열진공 시험, 아웃 가스 시험 등 다양한 물성 시험의 결과 얻은 데이터를 기반으로 한 것. 목재 우주 노출 실험에서는 온도 변화가 크고 강력한 우주선이 날아가는 가혹한 우주의 환경 하에서도 균열, 휨, 벗겨짐 등은 없고 목재의 뛰어난 강도와 내구성을 확인. 그 외 지상시험에서도 목재는 우주비행사의 건강과 안전, 정밀기기나 광학부품 등에 악영향을 미치지 않는 것으로 밝혀졌다.
수많은 실험, 시험을 거쳐 NASA/JAXA의 심사에 합격한 것으로, 우주 공간에서의 목재 활용의 안전성이 증명되었다. 목조 인공위성이 NASA/JAXA의 안전심사에 합격해, 우주공간에서의 목재 이용이 인정된 것은 우주 업계에 있어서도 목재 업계에 있어서도 매우 귀중한 한 걸음으로, 지속 가능한 자원인 나무의 가능 성을 넓히고 한층 더 목재 이용을 추진하는데 큰 의미가 있다.
또한 우주공간에서는 우주파편(우주쓰레기)이 되지 않도록 역할을 마친 소형 인공위성은 대기권으로 재돌입시켜 연소시키는 것이 국제규칙이다. 기존의 금속 위성에서는 연소시 알루미나 입자라고 불리는 미립자를 발생하여 지구의 기후와 통신에 악영향을 미칠 수 있지만, 목재는 대기권 재돌입으로 불타기 때문에 앞으로 목조의 인공위성이 증가함에 따라 이 영향의 저감을 기대할 수 있다.
교토대학은 이번 '목조 인공위성(LignoSat)' 1호기 개발 노하우와 운용 데이터를 앞으로 계획을 진행시키는 2호기의 설계와 2호기로 계측을 검토하는 데이터의 기초자료로 한다.
스미토모 임업은 이번 개발을 통해 얻은 지견을 더 분석하고 나노 수준에서의 물질 열화의 근본적인 메커니즘의 해명을 목표로 한다. 이 메카니즘을 해명하는 것으로 목재의 열화 억제 기술의 개발, 고내구 목질 외장재 등의 고기능 목질 건재나 목재의 신용도 개발을 추진해, 종래는 목재가 사용되지 않았던 개소에서의 활용, 예를 들면 데이터 센터 시설 등에의 목재 이용의 확대에 연결해, 숲 업계, 목재 업계의 발전에 공헌한다.
참고:【스미토모 임업 주식회사】세계 최초의 목조 인공 위성(LignoSat) 완성, JAXA에 인도해 우주에서의 운용에 나무의 가능성을 추궁해 목재 이용의 확대를 목표로 한다