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• LignoSat 是全球首顆由木材製成的衛星，研究團隊計劃測試木材作為太空材料的可行性，並希望減少傳統金屬衛星重返大氣層對臭氧層的破壞，探索木材作為永續太空材料的潛力。
• 研究針對多種木材進行嚴格的測試，以評估木材在真空、極端溫度和輻射下的表現。經過太空暴露測試後證實了木材的耐久性，但吸濕特性等問題仍是後續需克服的挑戰。
• LignoSat 採用日本傳統木工技術組裝，可減少結構應力集中。此衛星搭載感測器以驗證木材在太空環境的表現。團隊預計將推動 LignoSat 2 的研發，以木材打造永續太空生活環境。

說到人造衛星，許多人腦海中的畫面可能是堅固的金屬、巨大的太陽能板和閃亮的隔熱膜。由於人造衛星的發射過程十分嚴苛，在軌道上會經歷巨大的溫度差、真空和大量的輻射，因此金屬確實是最可靠的選擇。但來自日本的木材專家將試圖挑戰這種說法。

去（2024）年11月5日，木衛星「LignoSat」從國際太空站（International Space Station, ISS）的「希望號」（Kibō）日本實驗艙模組部署到低地球軌道，並預計在軌道上運行六個月。LignoSat 是全世界首顆由木材製成的衛星，取名源自於拉丁文中的木材，即「Ligno」。這是一顆 1U〔註〕立方衛星，由日本京都大學（Kyoto University）和住友林業公司共同設計開發，目標是測試木材作為太空材料的潛力。團隊尤其考量到木材環境保護的效益，以及在特定條件下，例如月球或火星等未來的人類棲息地，種植樹木可能比獲得金屬更可行。

〔註〕立方衛星的尺寸一般以邊長10公分的正立方體為一個單位（unit），因此1U表示衛星的尺寸約是10公分 x10 公分 x10 公分，2U 則是 20 公分 x10 公分 x10 公分，以此類推。

木製衛星的研發背景

LignoSat 的開發源自於對傳統衛星材料的重新思考。目前常見的衛星主要是由鋁合金為首的金屬製成。加拿大英屬哥倫比亞大學（University of British Columbia, UBC）在 2021 年的研究指出，當任務結束並重返地球時，衛星會在大氣層燃燒，產生微小的氧化鋁（Al₂O₃）顆粒。這些顆粒可能會漂浮到平流層，並作為氯（Cl）活化的催化劑，而活化的氯又會與臭氧反應生成一氧化氯（ClO），破壞臭氧分子。一顆 250 公斤的衛星會產生約 30 公斤的氧化鋁顆粒，在衛星星座快速發展的 21 世紀，每年在大氣中產生上百公噸的氧化鋁，勢必會對臭氧層造成顯著的傷害。

日本京都大學教授、同時也是日本宇宙航空研究開發機構（Japan Aerospace Exploration Agency, JAXA）太空人的土井隆雄，在「LignoStella 宇宙木材計畫」的募資介紹網站中提出：「如果進入太空會破壞地球環境，則進入太空毫無意義。」為了解決衛星造成的鋁汙染問題，京都大學的研究團隊評估了木材是否能承受火箭發射和長時間軌道運行的極端條件。木材作為一種可再生的碳基材料，生產上比金屬更永續，且在任務結束燃燒時，只會產生二氧化碳（CO₂）和水，不含有害的副產品。另外，土井也提出未來可能會在月球或火星上種植樹木，因此利用木材作為太空材料，將為太空殖民提供新的可能性。

要挑選哪一種木材？

選擇適當的木材是 LignoSat 成功與否的關鍵。為了找出具有太空應用潛能的木材，2020 年 4月，京都大學與伐木公司住友林業共同啟動了「LignoStella 宇宙木材計畫」。……【更多內容請閱讀科學月刊第669期】