Maailma esimene puidust satelliit näitab puidu väärindamise uut taset

Selle sajandi kliimakriisis otsivad innovaatorid pidevalt võimalusi, kuidas fossiilseid materjale taastuvate loodusvaradega asendada. Soome kosmosegrupil Arctic Astronautics on juba pikalt tiksunud peas üks hull idee, mis nüüd on realiseerumas, kui orbiidile saadetakse ajaloo esimene puidust tehiskaaslane WISA Woodsat. Kusjuures starti on oodata juba hilissuvel!

„Loomulikult on see lisaks teaduse utsitamisele ka sõnumi saatmine laiemale avalikkusele. Saame biomaterjale kasutada ükskõik kus,” tutvustab WISA Woodsati projektijuht Jari Mäkinen idee sünni tagamaid Inseneeriale.

Arctic Astronautics on Soomes tegutsev iduettevõte, mis toodab õpieesmärgil päriselt toimivaid satelliite. Satelliitide ehitamise kõrvalt jõuti üha sagedamini aruteludeni selle üle, et oma satelliidi võiks ka päriselt taevasse lennutada. Nii tekkiski Mäkinenil järgmine pöörane mõte: miks mitte teha satelliit puidust?

Detsembriks 2020 oldi oma plaanide ja joonistega jõutud piisavalt kaugele ning nüüd vajas projekt materjale ja rahastust. Mõlema puhul pöörduti Soome metsandusettevõtte UPM-Kymmene tehase poole, kes haaras kosmoseentusiastide plaanidest kinni ja toetas neid nii finantsiliselt kui ka puidu töötlemise oskusteabega. Inseneeria poolelt kaasati Aalto Ülikooli kosmosetiim, kes oli varem tegelenud Aalto-1, Aalto-2 ja Aalto-3 kosmoseprojektidega.

„Astusime partneritega kosmoseinseneerias uue sammu. Kogused, millest räägime, on muidugi väikesed, aga asendasime ühes tehnoloogiliselt kõige spetsiifilisemas valdkonnas taastumatud maavarad taastuva puiduga. Inimkonna ambitsioon jätkusuutlikkusele jõuab sõna otseses mõttes maakeralt kaugemale,” rõõmustab Mäkinen.

Puit sobib kosmosesse

Maailma esimene puidust satelliit on valmistatud täiesti tavalisest kasevineerist, mida toodetakse UPM-Kymmene tehastes nii Soomes kui Eestis. „Vineer on odav ja seda on äärmiselt lihtne töödelda. Vineer küpsetatakse kosmosekõlbulikuks ühe päeva jooksul 102-kraadises vaakumahjus, et sellest võimalikult palju vett eraldada. Seejärel hoitakse puitu kogu aeg vaakumis, kuni sellele monteeritakse külge vajalik tehnika,” kirjeldab Mäkinen.

Puidu kasutusvõimalused ei piirdu üksnes paneelidega. Puitpaneelid, mis moodustavad satelliidi n-ö keha, on kokku liimitud ligniiniga, mis on puidukeemiast väärindatud bioliim. Viru Keemia Grupi kavandatava biotoodete tehase tootevalikus on sama tüüpi tooraine, millest valmistatakse puidust pärinevaid sideaineid ja bioliime.

Vineerist valmistatud satelliit on oma metallist „kolleegidest“ veidi üle kahesaja grammi kergem, kaaludes pisut vähem kui kilo. Mäkinen tõdeb, et kakssada grammi ei tundu palju, kuid nii on satelliit kuuendiku võrra kergem n-ö tavalisest satelliidist.

Et puit, kui materjal, on metallist pehmem, pehmendab vineer paremini satelliidi rappumist atmosfäärist väljumisel ja kaitseb hõlpsamalt ka õrna elektroonikat. Samuti ei ole puit magnetiline, mis on metallist satelliitide puhul osutunud varem probleemiks, sest kosmose elektromagnetlained võivad uurimistehnika rivist välja lüüa.

Lisaks on vineeril üks oluline „tugevus“ kosmoses leviva ohtliku gammakiirguse vastu. Mäkineni sõnul on kiirte ja metalse pinna põrkumise tagajärjeks veelgi ohtlikum sekundaarkiirgus, kuid vineerist liiguvad kiired läbi, jättes ohtliku kiirguse levitamata.

Alguses plaaniti vallutada avakosmos võimalikult õhukest vineeri kasutades, kuid pärast esimesi katseid selgus, et mõistlikum on kasutada 9-millimeetrist vineeri. „Satelliidile on kinnitatud päikesepaneelid, mis toidavad teda energiaga. Temperatuur tõuseb paneelides mõistagi kõrgeks, kuumus häirib paneelide enda funktsioneerimist. Õhemad vineerid ei neela ega jaga soojust nii palju laiali. Üheksa millimeetri paksune vineer teeb seda aga hästi, võimaldades päikesepaneelidest maksimumi välja pigistada,” selgitab Mäkinen.

Eestlaste pärandil on võtmeroll

WISA Woodsati eesmärk kosmoses on lihtne: teha kindlaks, kui hästi puit seal vastu peab. „Meie üks peamine ülesanne on välja selgitada, kuidas mõjutab ning kui palju hävitab aatomiline hapnik vineeri pinda. Seda mõõdavad sensorid, mis töötati välja Tartu Ülikoolis Maido Merisalu juhtimisel,” tunnustab Mäkinen eestlaste panust projekti õnnestumisse.
Lisaks eestlaste väljamõeldud sensorile on satelliiti paigaldatud ka Euroopa Kosmoseagentuuri „minilabor” ja satelliidist eralduv kaamera, mis teeb vajalikud visuaalsed ülesvõtted tehiskaaslase välispinnast. Kaamera selfie stick, nagu Mäkinen seda kutsub, on samuti maailma esimene omalaadne metallist 3D-prinditud kaamerastatiiv, mille disainis Arctic Astronauticsi partner Huld.

Puidu tulevik kosmoses

Bürokraatia ja lennuloa saamine WISA Woodsatile on kujunenud äärmiselt vaevaliseks protsessiks. „Sellel ei ole mingit seost satelliidi endaga, see lihtsalt võtabki kaua aega. Kui esmalt lootsime satelliidi orbiidile lennutada eelmise aasta lõpus, siis nüüd läheb see loodetavasti Uus-Meremaalt teele suve lõpus.“
Orbiidil, mis saadab WISA Woodsati üle nii Soomest kui ka Eestist, on plaanis satelliiti lennutada umbes kaks aastat. „Puit tuleb kasuks ka satelliidi teenistuse lõppemisel, kuna see põleb atmosfääris ära tunduvalt kiiremini ning jätab endast kokkuvõttes maha palju väiksema süsinikujälje, kui fossiilsetel materjalidel põhinevad satelliidid,” toob Mäkienen välja veel ühe puidusatelliidi positiivse omaduse.

Mäkinen vaatab puidu tulevikule kosmoses lootusrikkalt. „Usun, et meie puidusatelliidi projekt kujuneb edukaks. See tähendab, et puidu kasutusvõimalusi kosmoses saab veelgi rohkem edasi arendada, miks mitte koguni mehitatud lendudel. Kui astronautidega kosmoselaeva välimus peab jääma traditsiooniliseks, siis sisedetailides on puidul oma kerge kaalu ja laiade kasutusvõimaluste tõttu nii mõndagi ära teha.”

„Puit on ju oluliselt meeldivam kui metall ja siinkohal ei maksa ka inimpsühholoogiast mööda vaadata. Miks mitte tunda end Kuu baasis sama hubaselt kui suvilas?” küsib Mäkinen naljatades.

Otepää ja Lüganuse kui kosmosevallutamise punktid tulevikus?

Esimese WISA Woodsati materjal pärineb metsandusettevõte UPM-Kymmese tehasest Soomes. Samasugust vineeri toodab UPM-Kymmene tehas ka Otepääl. „Antud satelliidi puit pärineb Soomest, kuid tegelikult võib vajalik vineer või näiteks puidust toodetud bioliim tulla ükskõik kust,” hellitab Mäkinen lootusi, et ka Eestist pärit puit võib kunagi jõuda Maa orbiidile tiirlema.

Praeguse seisuga on puiduinnovatsiooni järgmisele tasemele Eestis kõige lähemal Viru Keemia Grupp, mis on teatanud Eesti esimese biotoodete tehase rajamisest Lüganusele aastaks 2027 (hetkel käib tehase planeerimine ja vajalikud keskkonnamõju hindamised). Eestis on puidu mehaaniline töötlemine maailmatasemel, kuid vineeri kokkuliimimiseks on vaja ka sideaineid. Ühiskonna nõudlus vähendada taastumatutest toorainetest toodetud keemiakomponente, asendades neid puidupõhistega, on väga tugev. Toodete või tooraine transportimine kaugetest riikidest ei ole jätkusuutlik ega ka kliimasõbralik. Kohapealsed tootmise arendajad on meile kliimamõjude parendamisel suunanäitajateks. Seega, kui Woodsatil läheb hästi ja Eesti puidutööstusel samuti, saame juba hiljemalt viie aasta pärast toota meie oma puidust satelliidi jaoks kõike vajalikku!