بعد يومين ونصف تقريبًا - توقعوا اصطدامًا هائلاً بين قمرين صناعيين بعد فقدان السيطرة عليهما إثر عاصفة شمسية.

تشير دراسة جديدة إلى مقياس يقدر مدى سرعة حدوث تصادم كبير في حال تعرض قدرات الأقمار الصناعية على التتبع والمناورة للخطر.

تُغيّر الأقمار الصناعية الكبيرة، المستخدمة حاليًا في الإنترنت والاتصالات والملاحة والتنبؤات الجوية ومراقبة الأرض والخدمات الأمنية، بيئتنا الفضائية القريبة تغييرًا سريعًا. كان المدار الأرضي المنخفض، المعروف اختصارًا بـ LEO، منطقةً ذات عدد قليل نسبيًا من الأقمار الصناعية. أما اليوم، فهو أكثر كثافةً وديناميكيةً، ويعتمد على أنظمة تحكم وتنسيق تعمل بشكل شبه متواصل.

تحذر دراسة جديدة من أن هذه الكثافة تخلق هشاشة هيكلية. لا يشترط الباحثون أن تدمر العاصفة الشمسية الأقمار الصناعية بشكل مباشر لإحداث أزمة، بل يكفي أن تعطل عمليات التتبع والاتصالات والتنبؤ بالمسارات أو القدرة على إرسال أوامر المناورة ليرتفع خطر الاصطدام الكبير بسرعة. ووفقًا لمقال نُشر في موقع SciTechDaily، قادت الدراسة سارة ثيلا، التي بدأت العمل عليها كطالبة دكتوراه في جامعة كولومبيا البريطانية، وتعمل حاليًا في جامعة برينستون، وهي تقترح مقياسًا جديدًا يُسمى "إدراك الاصطدام والضرر الجسيم"، أو اختصارًا "ساعة الاصطدام".

لا يُعدّ هذا المؤشر تنبؤًا بحدوث تصادم مُحدد، بل هو مُصمم لتقدير الإطار الزمني الذي قد تصل فيه بيئة الأقمار الصناعية إلى حدث تصادم كبير، في حال تعطل قدرة المشغلين على تتبع الأجسام أو تنفيذ مناورات مراوغة. ووفقًا لحسابات تستند إلى فهرس للأقمار الصناعية من يونيو 2025، إذا فقد مشغلو الأقمار الصناعية القدرة على إرسال أوامر المناورة المراوغة، فقد يحدث تصادم كارثي في ​​غضون 2.8 يوم تقريبًا. وفي نسخة أوسع من المؤشر، تشمل جميع الأجسام في المدار، يبلغ الوقت حوالي 5.5 يوم. وللمقارنة، في عام 2018، قبل التوسع السريع في مجموعات الأقمار الصناعية الكبيرة، كان الرقم 164 يومًا.

تتطلب عمليات إطلاق الأقمار الصناعية تدخلاً مستمراً

يعود ذلك إلى أن مجموعات الأقمار الصناعية لا تتحرك ببساطة في مدار ثابت وتستمر في العمل دون تدخل، بل تتطلب تحديثات دورية للموقع، وصيانة المدار، وتتبع الحطام الفضائي، ومناورات مراوغة. ووفقًا للدراسة، نفذت أقمار ستارلينك الصناعية 144,404 مناورة مراوغة بين 1 ديسمبر 2024 و31 مايو 2025. وهذا يعني معدل 41 مناورة لكل قمر صناعي سنويًا، أو مناورة مراوغة واحدة كل 1.8 دقيقة للشبكة بأكملها. يوضح هذا الرقم مدى اعتماد التشغيل في مدار الأرض المنخفض على التشغيل المستمر والدقيق.

يمكن للعواصف الشمسية أن تعطل هذه العملية تحديدًا. فعندما تُسخّن عاصفة مغناطيسية أرضية الغلاف الجوي العلوي، فإنها تتسبب في تمدده. وتتعرض الأقمار الصناعية التي تدور على ارتفاعات منخفضة نسبيًا لمقاومة هواء متزايدة، ما يعني أن الغلاف الجوي "يسحبها" إلى أسفل قليلًا. ونتيجة لذلك، قد تنحرف عن مدارها المتوقع، وتستهلك المزيد من الوقود في تصحيح الارتفاع، ويصبح التنبؤ بمسارها أكثر صعوبة. وإذا تعطلت أنظمة الملاحة أو الاتصالات أو التحكم الأرضي في الوقت نفسه، فقد يفقد مشغلو الأقمار الصناعية جزءًا من قدرتهم على تحديد موقع كل جسم وتوقيت المناورة.

قدمت عاصفة مايو 2024، المعروفة باسم "عاصفة غانون"، مثالاً على ذلك. فبحسب الدراسة، كان ما يقرب من نصف الأقمار الصناعية العاملة في المدار الأرضي المنخفض تُجري مناورات بسبب زيادة مقاومة الغلاف الجوي. ومع تغيير هذا العدد الكبير من الأقمار الصناعية لمواقعها في فترة وجيزة، وتزايد عدم اليقين بشأن مداراتها، يصبح حساب مخاطر الاصطدام أكثر تعقيداً. وقد تُؤدي عاصفة أقوى، على غرار عاصفة كارينغتون عام 1859، إلى اضطراب بيئة مدارية أكثر كثافة بكثير مما كانت عليه قبل عقد من الزمن.

يكفي اصطدام واحد لإحداث كمية هائلة من الحطام الفضائي

يؤكد الباحثون أن اصطدامًا واحدًا كبيرًا قد يكون كافيًا لإحداث مشكلة طويلة الأمد. فاصطدام أجسام كبيرة تتحرك بسرعة تقارب 27 ألف كيلومتر في الساعة يُمكن أن يُنتج آلاف الشظايا الجديدة، تُصبح كل شظية منها جسمًا خطيرًا بحد ذاتها. ولا تزال بيئة الحطام الفضائي متأثرة بأحداث سابقة، منها تجربة صينية مضادة للأقمار الصناعية عام 2007، واصطدام القمرين الصناعيين إيريديوم 33 وكوزموس 2251 عام 2009. بعبارة أخرى، حتى بدون سيناريو "متلازمة كيسلر" الكامل، حيث تُؤدي سلسلة من الاصطدامات إلى صعوبة استخدام منطقة فضائية بأكملها، فإن حدثًا واحدًا كفيل بتفاقم ظروف تشغيل جميع الأقمار الصناعية بشكل كبير.

تتجلى الكثافة بوضوح في عدد حالات الاقتراب الشديد. فبحسب الحسابات الواردة في الدراسة، تحدث حالات اقتراب شديد للأجسام ضمن نطاق كيلومتر واحد في المدار الأرضي المنخفض كل 36 ثانية تقريبًا. أما حالات الاقتراب الشديد التي تشمل قمرًا صناعيًا واحدًا على الأقل فتحدث كل 41 ثانية تقريبًا، بينما تحدث حالات الاقتراب الشديد بين أقمار ستارلينك وجسم فضائي آخر كل 47 ثانية تقريبًا. لا تُعدّ حالات الاقتراب الشديد تصادمات، وعادةً ما تُدار من خلال نماذج احتمالية ومناورات مُخططة. إلا أن الأرقام تُشير إلى أن هامش الخطأ يتقلص.

لا تدعو الدراسة إلى التخلي عن الأقمار الصناعية، فهي توفر خدمات أساسية، وبعضها يُحسّن الوصول إلى الاتصالات في المناطق النائية. لكنها تُشير إلى حاجة مُلحة لإدارة أكثر مسؤولية لمنطقة الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض: تحسين تبادل البيانات بين المشغلين، وتوقع مدارات الأقمار بدقة أكبر أثناء العواصف الشمسية، وضمان قدرة موثوقة على المناورة، ووضع سياسات للحد من الحطام الفضائي، وإدراك أن الفضاء القريب من الأرض مورد محدود.

الرسالة الأساسية هي أن الخطر لا يكمن فقط في عدد الأقمار الصناعية، بل في اعتماد النظام بأكمله على التحكم المستمر. طالما أن التتبع والاتصال والمناورة تعمل بشكل سليم، فإن الخطر قابل للسيطرة. ولكن إذا تسببت عاصفة شمسية شديدة أو عطل في النظام في تعطيل هذه القدرة، فقد يُقاس الوقت المتبقي لتجنب اصطدام كبير بالأيام، لا بالأسابيع أو الأشهر.

للمادة العلمية DOI: 10.48550/arXiv.2512.09643

المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:

• رئيس مجلس إدارة Satixfy: "إن سوق أجهزة استقبال الأقمار الصناعية ينمو بسرعة. قدرتنا على تقديم أي حل هي فريدة من نوعها"
• الحطام الفضائي يضرب منزل فلوريدا * نداء للاستيقاظ  
• ستؤدي الدورة الشمسية الضعيفة إلى ترك الحطام الفضائي لفترة أطول في المدار
• حلول ناسا المبتكرة لتنظيف الحطام الفضائي بكفاءة
• أجرت محطة الفضاء الدولية مناورة لتجنب الحطام الفضائي