بقايا الأقمار الصناعية وقطع الصواريخ وغيرها من المعدات تطفو حاليًا حول الأرض ويمكن أن تلحق الضرر بالمركبات الفضائية والمرافق النشطة. وستبدأ شركة سويسرية قريبًا في محاولة إزالة هذا الحطام في أكبر عملية تنظيف للفضاء حتى الآن
بقلم ياعيل مور، أنجل – وكالة أنباء العلوم والبيئة
في الشهر الماضي تم قبولها من قبل صناعة الطيران تحذير هناك خطر كبير لحدوث تصادم بين القمر الصناعي "فينوس" التابع لوكالتي الفضاء الإسرائيلية والفرنسية والقمر الصناعي "تيرا" التابع لوكالة الفضاء الأمريكية. وبعيدًا عن حقيقة أن الاصطدام، الذي تم تجنبه، كان من الممكن أن يضر باستمرار نشاط هذه الأقمار الصناعية (يقوم الفرنسي الإسرائيلي بالتقاط صور جوية لإسرائيل والأمريكي يرسم خرائط للمناخ وتغيراته)، فإنه يوضح الكثافة الكبيرة الموجودة حاليًا موجود في الفضاء المحيط بالأرض. أحد الأسباب الرئيسية لهذه الكثافة هو مشكلة متنامية تقلق وكالات الفضاء في العالم اليوم: الحطام الفضائي.
منذ أن تم إرسال أول قمر صناعي، سبوتنيك 1، إلى الفضاء قبل 63 عامًا، أطلق البشر أكثر من 9,000 مركبة فضائية وقمر صناعي مختلف، والتي استخدمناها ونستخدمها اليوم للاتصالات والبحث والتجسس والتنبؤ بالطقس والمزيد. ومع ذلك، فقد أدى ذلك أيضًا إلى تكوين الكثير من الحطام: أقمار صناعية خرجت من الخدمة تطفو خارج الغلاف الجوي، وبقايا صواريخ ومنصات إطلاق، وقطع من المعدات المنسية من المركبات الفضائية البحثية. تتراكم كل هذه العناصر في الفضاء، حول الأرض، وقد تؤدي إلى تلف الأقمار الصناعية النشطة وحتى المركبات الفضائية المأهولة.
الآن، اختارت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) الشركة مساحة واضحة السويسريون يقودون أول مهمة لتنظيف الفضاء على الإطلاق.
يقول البروفيسور يوآف يائير، عميد كلية الاستدامة في المركز متعدد التخصصات في هرتسليا، والذي شغل سابقًا منصب المنسق: "يمكن أن تتراوح أبعاد النفايات في الفضاء من حجم المسمار إلى حجم الشاحنة". من مشروع ماديكس – التجربة الإسرائيلية التي أجراها رواد الفضاء على متن المكوك الفضائي كولومبيا التابع لوكالة الفضاء الأمريكية. بحسب وكالة الفضاء الأوروبيةهناك حوالي 900 ألف قطعة من النفايات في الفضاء يبلغ حجمها سنتيمترًا واحدًا أو أكثر، وأكثر من 130 مليون قطعة يبلغ حجمها ملليمترًا أو أكثر.
وفقا ليائير، حتى جزيئات النفايات الصغيرة هذه تشكل خطرا. ويقول: "تتحرك هذه الأجسام بسرعة يمكن أن تصل إلى 32 ألف كيلومتر في الساعة، لذا فهي تمتلك طاقة حركية هائلة". "وبالتالي، فحتى جسيم بحجم المسمار الذي يضرب مركبة فضائية أو قمرًا صناعيًا يمكن أن يلحق الضرر بها بل ويدمرها."
لماذا ظهرت مشكلة الحطام الفضائي في المقام الأول؟ يقول يائير: "بسبب قصر النظر، لم نخطط مسبقًا للمركبة الفضائية حتى تدمر نفسها في نهاية العملية". "إنهم لم يروا أنها مشكلة تحتاج إلى معالجة."
وفقا لنموذج كيسلر، تم تطويره في عام 1978 من قبل العالم دونالد ج. كيسلر من وكالة ناسا، كلما زاد عدد الحطام الموجود في الفضاء، سيزداد تكرار الاصطدامات بين العناصر. وهذا يعني أن المزيد والمزيد من العناصر سوف تنكسر، وسيتم غمر الفضاء بشظايا صغيرة لا تعد ولا تحصى - وهو الوضع الذي يمكن أن يمنع تمامًا إمكانية إطلاق الأقمار الصناعية أو الرحلات الفضائية المأهولة إلى مدار منخفض. يقول يائير: "كانت هناك بالفعل حالات توقفت فيها الأقمار الصناعية عن العمل نتيجة اصطدامها بقطعة من الحطام". "إذا لم نقم بتنظيف المكان، فإن خطر حدوث شيء سيء سيزداد".
حرك قطعة قماش عبر الفضاء
إن تنظيف الحطام الفضائي ليس مهمة بسيطة - فلا يمكنك ببساطة الكنس أو التنظيف بالمكنسة الكهربائية أو تحريك قطعة قماش كما هو الحال في المنزل. منذ السبعينيات، قامت ناسا بدراسة مقترحات مختلفة حول طرق القيام بذلك: رن خاصة ببند النفايات، الملف الشخصي الذي سيغلف الجزيئات ويخرجها من مكانها، كابل معدني والتي ستجذب النفايات بمساعدة المجال المغناطيسي للأرض وحتى القمر الصناعي الذي سيتتبع قطعة كبيرة من النفايات ويلتصق بها باستخدام "الغراء الفضاءومع ذلك، لم يتم تنفيذ أي منها عمليا حتى الآن.
في نوفمبر 2020، وقعت شركة ClearSpace عقدًا بقيمة 104 ملايين دولار مع وكالة الفضاء الأوروبية، ستقود بموجبه أول مهمة لإزالة قطعة من الحطام من الفضاء. ولتحقيق هذه الغاية، طورت الشركة المركبة الفضائية ClearSpace-1، التي تزن 500 كيلوغرام، ولها أربعة أذرع آلية. في مهمتها الأولى، المقرر إجراؤها في عام 2025، ستلتقط المركبة الفضائية الجزء العلوي من الكوكب وتخرجه VESPA) محول Vega الثانوي للحمولة)، وهو جزء من نظام يستخدم لحمل ووضع الأقمار الصناعية في الفضاء وهو مملوك لوكالة الفضاء الأوروبية. وهو جسم يزن 112 كيلوغراماً وحجمه مماثل لحجم قمر صناعي صغير (أي أكبر قليلاً من الغسالة) تم إطلاقه عام 2013 والذي يحوم حالياً على ارتفاع حوالي 660 كيلومتراً.
وفقًا للخطة، سيتم إطلاق المركبة الفضائية ClearSpace-1 أولاً إلى مدار على ارتفاع منخفض يبلغ 500 كيلومتر، حيث سيتم إجراء اختبارات حاسمة، ثم ستصعد إلى المدار المستهدف - وتلتقط VESPA بأذرعها الأربعة. في المرحلة النهائية، سيتمكن الجسمان معًا من الدخول بشكل متحكم فيه إلى الغلاف الجوي، حيث سيحترق كلاهما.
النيازك من صنع الإنسان
تشكل الأجسام الكبيرة مثل VESPA تهديدًا ليس فقط للأجسام الموجودة في الفضاء، ولكن أيضًا للبشر الذين يعيشون على الأرض. يقول يائير: "لا تبقى قطع النفايات في نفس المدار طوال الوقت، بل إن جاذبية الأرض تسحبها أكثر فأكثر نحو الغلاف الجوي". "إذا وصلت إلى الغلاف الجوي، تحترق الجزيئات الصغيرة فيه - لكن الأجسام الكبيرة قد تنجو من الدخول إليه، وتعمل بشكل مشابه للنيازك. إن الضرر الذي يمكنهم إحداثه على الأرض يمكن أن يكون هائلا."
ونتيجة لذلك، يتم حاليًا إجراء مراقبة مستمرة ورسم خرائط لجميع النفايات الموجودة في الفضاء. يقول يائير: "هناك برامج تتنبأ بالاصطدامات المحتملة لشظايا الحطام بناءً على المراقبة التي يتم إجراؤها منذ عقود، بهدف إعطاء إنذار مبكر قدر الإمكان". "علاوة على ذلك، ومن أجل منع حدوث أضرار بالأرض، من الضروري مراقبة أوقات الاضمحلال بدقة - تباطؤ مسار الحطام نفسه في الفضاء نحو الغلاف الجوي - خاصة عندما يتعلق الأمر بالأجسام الكبيرة".
خطط مسبقًا للنهاية
وفي حالات نادرة جدًا، يستطيع الجسم الفضائي العودة إلى الأرض من تلقاء نفسه. وهكذا، في عام 2001، عندما محطة الفضاء مير وبعد أن أكملت مهمتها، دخلت الغلاف الجوي في مسار منظم تم التخطيط له مسبقًا للمرور فوق أكبر قدر ممكن من المناطق غير المأهولة، وتحطمت فوق جنوب المحيط الهادئ، دون الإضرار بالممتلكات أو حياة البشر.
هناك طريقة أخرى للتعامل مع المشكلة وهي التخطيط مسبقًا لنهاية عمر الجسم الذي يتم إطلاقه في الفضاء. يقول يائير: "على سبيل المثال، تنتج شركة SpaceX التابعة لرجل الأعمال إيلون ماسك، منصة إطلاق تهبط بعد الإطلاق: بعد تسريع الصاروخ والقمر الصناعي وإكمال مهمتها، تقوم بهبوط متحكم فيه". "وبهذه الطريقة يمكنك إعادة تدوير الأداة ومنع الأوساخ والنفايات."
ويضيف يائير: "اليوم، يتعين على أي شخص مهتم بإطلاق قمر صناعي أو مركبة فضائية أن يقدم خطة تتضمن تفاصيل التخطيط النهائي لما يتم إطلاقه". "في الآونة الأخيرة، نرى المزيد والمزيد من الشركات تخطط "لاصطياد" الأقمار الصناعية التي أنهت نشاطها وإعادتها إلى الأرض سليمة: إصلاحها، واستبدال بطارياتها، وتجديدها، والعناية بأجهزة الكمبيوتر الخاصة بها والمزيد، ثم إطلاقها هم مرة اخرى. ويختتم كلامه قائلاً: "إنه مجال جديد يستمر في التطور".
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
