نحن بحاجة إلى مناقشة إزالة النفايات الفضائية

من كان يظن أن نفس الرجل الذي يحلم بالذهاب إلى الجنة واستكشاف النجوم سيبدأ في القلق بشأن إزالة الخردة الفضائية لمواصلة مغامراتهم إلى ما لا نهاية وما بعدها. لطالما كان الفضاء مكانًا غامضًا ومثيرًا للاهتمام للبشر ، الذين بحثوا أولاً عن الأبراج وخلقوا الأبراج ثم تابعوا بناء الصواريخ والأقمار الصناعية والسفن ومحطات الفضاء. ومع ذلك ، فإن إحدى المشاكل الرئيسية لغزو الفضاء هي توليد والتخلص من الحطام في مدار الأرض.

ستستمر هذه الاصطدامات في الحدوث - وأكثر فأكثر ، لأن كمية الحطام الفضائي تزداد فقط - ما لم يبدأ الإنسان ليس فقط في مناقشة إزالة الحطام الفضائي ، بل يبدأ في اعتماد تدابير فعالة لإزالة هذه الأجسام من المدار الأرضي.

ما هو الفضاء غير المرغوب فيه؟

مفهوم النفايات أو خردة الفضاء يشمل جميع الأجسام غير الوظيفية التي صممها الإنسان والتي تظل في الفضاء الذي يدور حول الأرض. وهذا يشمل أجزاء من الصواريخ والمركبات الفضائية التي تفلت أثناء صعودها ، الأقمار الصناعية التي توقفت عن العمل أو تم التخلي عنها ، شظايا الاصطدام من بين هذه الأشياء ، من بين الحطام الآخر الذي تركه الإنسان في الفضاء.

وفق وكالة الفضاء الأوروبية (ESA)، هناك حوالي 6250 قمرا صناعيا في الفضاء ، منها فقط 3300 لا تزال تعمل ، والعدد التقديري لحالات الانفصال والانفجارات والاصطدامات أو الأحداث الشاذة ، التي أدت إلى التفتت ، هو أكثر من 550. أيضا وفقا للوكالة ، هناك المزيد أكثر من 34 في الفضاء ، ألف حطام أكبر من 10 سم ، و 900 ألف جسم بين 1 و 10 سم ، و 128 مليون كائن بين 1 مم و 1 سم.

أين خردة الفضاء؟

للأرض مدارات مختلفة وثلاثة منها مدار أرضي منخفض (LEO) ، متوسط ​​مدار الأرض (MEO) والمدار الثابت بالنسبة للأرض (جيو). كما يشير الاسم ، فإن LEO هو الأقرب إلينا وأيضًا الأكثر اكتظاظًا بالسكان بين الثلاثة - بما في ذلك ، حيث يوجد محطة الفضاء الدولية وهذا هو المكان الذي تحبه الشركات (سبيس اكس) e OneWeb يرسلون عدة أقمار صناعية جديدة. وبالتالي ، فليس من المستغرب أن يكون ملف LEO تكون أيضًا المنطقة التي بها أكبر عدد من الحطام الفضائي. 

ومع ذلك ، فإن مناطق MEO e جيو كما أنهم يتعاملون مع مشكلة الخردة الفضائية ، حيث يستضيفون عددًا من الأقمار الصناعية المهمة ، بما في ذلك أنظمة الملاحة في السابق ، وأنظمة الاتصال الأساسية القائمة على الأخير. نظرًا للارتفاع الذي يقع عنده المدار الأرضي المتوسط ​​(من 2 إلى 36 كم) وجيو (فوق 36 كم) ، فإن الحل الذي تم العثور عليه عند انسحاب الأقمار الصناعية هو نقلها إلى مدارات غير مستخدمة ، تسمى "مدارات المقابر" - والتي تستمر في المساهمة في ارتفاع الحطام الفضائي فوقنا.

ما هي مشاكل الفضاء غير المرغوب فيه؟

في 1978 ، دونالد كيسلر، عالم وكالة ناسا، فهم أن هذا قد يعني كارثة وافترض أن النظرية "متلازمة كيسلر"، الذي قال إن المزيد من الحطام في المدار من شأنه أن يزيد من احتمالية الاصطدامات ، مما يزيد من كمية النفايات الفضائية إلى النقطة التي يكون فيها مدار الأرض ملوثًا لدرجة أنه يمكن أن يضر ، جزئيًا أو كليًا ، بالاستكشافات المستقبلية.

هذا بالضبط ما كان يحدث. ال محطة الفضاء الدولية، التي بدأ تجميعها في المدار في عام 1998 ، اضطرت إلى إجراء مناورات لتجنب الحطام الفضائي 28 مرات منذ عام 1999 - 3 منهم في عام 2020 وحده.في عام 2009 ، حدث تصادم بين قمر صناعي روسي مهجور (Kosmos-2251) وقمر اتصالات نشط في أمريكا الشمالية (Iridium 33) بسرعات تزيد عن 41.800 كيلومتر في الساعة. تمزق كلاهما على الفور ونتج عن ذلك 1.800 قطعة كبيرة من خردة الفضاء، التي لا تزال في مدارها حتى يومنا هذا وقادرة على تدمير أي سفينة تعبر طريقها.

بالإضافة إلى مخاطر الاصطدام بين الحطام ، فإن النفايات الفضائية تمثل تحديات أخرى ، مثل التلوث الضوئي الذي يعيق مراقبة سماء الليل ، حتى بالنسبة للمراصد التي غالبًا ما تستخدم معدات تكلف مئات الملايين من الدولارات.

التدابير الحالية لإزالة النفايات الفضائية

مع استمرار استكشافات الفضاء ، والتي تستمر بوتيرة متسارعة (لتوفير موارد الإنترنت للعالم بأسره ، (سبيس اكس) يريد إطلاق ما يصل إلى 42 قمر صناعي خلال العقود القليلة القادمة) يجب اتخاذ تدابير فعالة لإزالة النفايات الفضائية - وإلا فسيكون مدار الأرض مليئًا بالحطام بحيث يكون من المستحيل إطلاق أي شيء دون اصطدام.

توجد حاليًا إرشادات ومعايير دولية لبعثات الفضاء ، من أجل تجنب كمية القمامة في الفضاء. بعضها من صنع الصواريخ وسفن الفضاء التي قلل كمية المواد التي يتم إطلاقها أثناء الإطلاق والتشغيل ، وإطلاق الطاقة المخزنة ، وإزالة الأشياء غير المستخدمة بعيدًا عن طريق الأقمار الصناعية العاملة ، من بين أمور أخرى.

من أجل المساعدة في تنظيف المكان ، موريبا جاه، وهو باحث في جامعة تكساس في أوستن ، قام ببناء عارض يسمى أسترياجراف الذي يعرض موقع جميع الكائنات المتعقبة بنشاط في السماء. كما صمم أيضًا رسمًا بيانيًا في الوقت الفعلي يوضح مدى قرب اقتراب هذه الكائنات أثناء دورانها حول الكوكب.

شركات مثل صاروخ مختبر صواريخ لا تترك أجزاء من الخردة في الفضاء - إنها مصممة بحيث تنفصل القطع عن المدار وتحترق عند دخولها الغلاف الجوي للأرض مرة أخرى. بالمقابل، البدء كما مقياس فلكي e مد المدار تتجه نحو تسويق إزالة النفايات الفضائية.

A وكالة ناسا كان لبعض الوقت (منذ عام 1979) ، برنامج الحطام المداري، التي تهدف إلى البحث عن طرق لتوليد وإطلاق حطام أقل في مدار الأرض وتصميم معدات قادرة على تتبع وإزالة الحطام الفضائي. نفذت الوكالة أيضًا قاعدة تتطلب أنه بمجرد اكتمال مهمة القمر الصناعي في مدار أرضي منخفض ، يجب أن يكون لدى الطرف المسؤول خطة لكيفية إزالة مداره في غضون 25 عامًا.

في نهاية عام 2020 ، كان ESA بتوقيع عقد بقيمة 86 مليون يورو مع بدء التشغيل سويسرا كلير سبيس سا لإكمال أول مهمة لإزالة القمامة الفضائية في العالم. بمجرد إطلاق المركبة الفضائية كلير سبيس -1 سيتم نشره في مدار يبلغ طوله 500 كيلومتر للاختبار ثم رفعه إلى مدار الكائن المستهدف لمواجهته والتقاطه. ثم سيتم وضع المركبة الفضائية في مدار مدمر لتحترق أثناء العودة إلى الأرض.

فونتيس: أزمة التكنولوجيا, متحف التاريخ الوطني، ESA [1] [2], وشك, وكالة ناسا, أخبار الفضاء