هشدار دانشمندان درباره سقوط زباله‌های فضایی روی زمین

به گزارش گروه دانش و فناوری، 

اخیرا یک ماهواره مرده ناسا در میان هشدارهایی مبنی بر این که یک در ۲۵۰۰ احتمال دارد یک نفر را بکشد، به زمین سقوط کرد. این ماهواره به طور بی‌ضرری به صحرای بزرگ آفریقا در منطقه‌ای بین سودان و مصر برخورد کرد اما یک بار دیگر خطر فزاینده زباله‌های فضایی را در زندگی روزمره ما نشان داد.

مقیاس این مشکل تا اندازه‌ای است که دانشمندان حتی هشدار داده‌اند ۱۰ درصد احتمال وجود دارد که طی یک دهه آینده، یک نفر مورد اصابت فضاپیمای در حال سقوط یا تقویت‌کننده موشک قرار بگیرد و کشته شود.

«آژانس فضایی اروپا»(ESA) تخمین می‌زند که در حال حاضر بیش از ۱۰ هزار و ۸۰۰ تن زباله فضایی در مدار زمین وجود دارد. این زباله‌ها شامل ۱۳۰ میلیون شیء هستند که موشک ۹ تنی روسیه، ماهواره‌های جاسوسی جنگ سرد و تلسکوپ ۱۲ تنی «هابل»(Hubble) را نیز در بر دارند.

در این گزارش، بزرگترین زباله‌های موجود در مدار و زمانی را بررسی می‌کنیم که باید مراقب آنها باشیم.

موشک‌های روسی

برخی از بزرگترین زباله‌های فضایی نگران‌کننده، تقویت‌کننده‌های موشکی روسیه هستند که بین سال‌های ۱۹۹۲ تا ۲۰۰۱ پرتاب شدند. آنها ۱۸ نمونه از مرحله فوقانی موشک «زنیت»(Zenit) به وزن ۹ تن و طول ۱۱ متر را شامل می‌شوند که در حال حاضر در منطقه موسوم به «منطقه بد» در ارتفاع حدود ۸۴۰ کیلومتری در کمین زمین است.

خبر خوب این است که در این ارتفاع، قرن‌ها طول می‌کشد تا زباله‌ها به زمین برسند اما فاصله زمانی برخورد همچنان در حال کاهش یافتن است؛ مگر اینکه بتوانیم راهی را برای حذف ایمن آن پیدا کنیم. به همین دلیل است که تعداد فزاینده‌ای از استارتاپ‌ها تلاش می‌کنند تا مفاهیمی را برای چگونگی انجام دادن این کار ارائه دهند.

موشک «لانگ مارچ» چین

در مورد موشک‌های «لانگ مارچ ۵بی»(Long March ۵B) چین که به دلیل اندازه خود بسیار نگران‌کننده هستند، بحث و جدل‌های زیادی وجود دارد. سال گذشته، هشدارهایی مبنی بر این که زباله‌های یک تقویت‌کننده غیر قابل کنترل لانگ مارچ ممکن است در یک منطقه پرجمعیت فرود بیایند، وجود داشت. موشک بر فراز اقیانوس‌های هند و آرام به زمین سقوط کرد اما این موشک آخرین نمونه در نوع خود نخواهد بود که باعث ایجاد هشدار می‌شود.

«جاناتان مکداول»(Jonathan McDowell)، ستاره‌شناس و اخترفیزیکدان «مرکز اخترفیزیک هاروارد اسمیتسونین»(CfA)، در مصاحبه با دیلی‌میل گفت: تقویت‌کننده‌های لانگ مارچ ۵بی از نگران‌کننده‌ترین تقویت‌کننده‌ها هستند زیرا اندازه بسیار بزرگی دارند.

مشکل موشک‌های چین، در طراحی پرخطر فرآیند پرتاب این کشور ریشه دارد. مراحل دور ریخته‌شده موشک بلافاصله پس از بلند شدن دوباره وارد جو می‌شوند، معمولا روی آب سقوط می‌کنند و به مدار نمی‌روند اما موشک لانگ مارچ ۵بی این کار را می‌کند.

ناسا از «آژانس فضایی چین»(CNSA) خواسته تا همان طور که هنجار بین‌المللی است، موشک‌هایی را طراحی کند که پس از ورود مجدد، به قطعات کوچک‌تر تجزیه شوند اما پکن قبلا اتهامات بی‌مسئولیتی را رد کرده و وزارت خارجه چین گفته که احتمال آسیب رسیدن به هر چیزی یا هر کسی در زمین، بسیار کم است.

تلسکوپ فضایی هابل

اگرچه هابل همچنان به کار خود ادامه می‌دهد و احتمالا می‌تواند اقامت ۲۳ ساله خود را در فضا تا یک دهه دیگر تمدید کند اما زمانی که ماموریت آن به پایان برسد، ممکن است به یک قطعه زباله مشکل‌ساز تبدیل شود.

ناسا اعلام کرده که قصد دارد در پایان عمر تلسکوپ هابل، آن را به طور ایمن از مدار خارج کند یا از بین ببرد اما گفتن آسان‌تر از انجام دادن این کار است.

برخلاف برخی از ماهواره‌های جدید «استارلینک»(Starlink) که به صورت شبکه‌ای بالای زمین پرتاب می‌شوند، هابل هیچ سیستم پیشرانه‌ای ندارد که بتواند به آرامی ارتفاع تلسکوپ را کاهش دهد و آن را به سلامت در اقیانوس فرود آورد.

هابل با وزن ۱۲ تنی خود، زنگ خطر را به صدا در می‌آورد. اندازه بزرگ هابل به این معناست که تکه‌های بزرگ آن می‌توانند با آسیب رساندن به هواپیماهای در حال پرواز یا برخورد کردن با انسان‌ها و ساختمان‌های روی زمین، آنها را ویران کنند.

این مشکلی نیست که دانشمندان چندین دهه برای حل کردن آن فرصت داشته باشند. از آنجا که هابل در مداری نسبتا پایین در فاصله ۵۳۵ کیلومتری بالای سطح زمین قرار دارد، احتمالا تنها چند سال طول می‌کشد تا سقوط کند. بر خلاف برخی از زباله‌های فضایی، کارشناسان نمی‌توانند به سوختن کامل هابل در جو هنگام ورود مجدد اعتماد کنند.

ماهواره «انویست»

ماهواره اروپایی رصدگر زمین موسوم به «انویست»(Envisat)، یکی دیگر از مواردی به شمار می‌رود که به دلیل اندازه بسیار بزرگ، جایگاه خود را در میان فهرست زباله‌های فضایی احتمالا مرگبار به دست آورده است.

انویست با وزن حدود هشت تن، یکی از بزرگترین زباله‌های فضایی در مدار زمین به شمار می‌رود. این ماهواره از زمان خاموش شدن غیرمنتظره خود در سال ۲۰۱۲ که دیگر به هیچ فرمانی پاسخ نداد، مرده است.

انویست در سال ۲۰۰۲ به عنوان بزرگترین فضاپیمای غیرنظامی رصد زمین که تاکنون در مدار قرار گرفته است، به فضا پرتاب شد. این ماهواره، پنج سال از عمر برنامه‌ریزی‌شده خود فراتر رفت اما دو سال زودتر از آنچه آژانس فضایی اروپا امیدوار بود، خاموش شد.

این ماجرا از جهت‌های بسیاری یک ضربه تلخ برای آژانس فضایی اروپا بود؛ تا اندازه‌ای به این دلیل که به عنوان ماهواره رصد زمین شاخص اروپا در نظر گرفته می‌شد و از بین رفتن آن، لکه‌ای بر شهرت آژانسی بود که به پایداری آن افتخار می‌کرد.

ماهواره‌های جاسوسی دوره جنگ سرد

یکی دیگر از موشک‌های روسی موسوم به «اس‌ال-۸»(SL-۸)، حدود ۱۴۵ ماهواره جاسوسی و ارتباطی جنگ سرد را بین دهه ۱۹۶۰ و ۱۹۹۰ به فضا برد. این ماهواره‌ها دیگر مورد استفاده قرار نمی‌گیرند اما مدار نزدیک زمین را مسدود می‌کنند.

هم ماهواره‌ها و هم مراحل استفاده‌شده موشک اس‌ال-۸ مشکل‌ساز هستند زیرا نمی‌توان آنها را کنترل کرد و ممکن است هر زمانی به زمین بازگردند.

پژوهشی که اخیرا توسط کارشناسان «دانشگاه بریتیش کلمبیا»(UBC) در ونکوور انجام شد، نشان داد هنگامی که این زباله‌ها به زمین بازگردند، کسانی که در قسمت جنوب جهان زندگی می‌کنند، در معرض خطر بیشتری قرار خواهند داشت؛ به طوری که احتمال سقوط در عرض‌های جغرافیایی جاکارتا، داکا و لاگوس سه برابر بیشتر از نیویورک، پکن یا مسکو خواهد بود.

ایستگاه فضایی بین‌المللی

«ایستگاه فضایی بین‌المللی»(ISS) نیز مانند تلسکوپ فضایی هابل، در نهایت باید بازنشسته شود. ناسا در حال حاضر قصد دارد این کار را تا سال ۲۰۳۱ انجام دهد اما این روند چندین سال طول می‌کشد زیرا مدار رصدخانه به تدریج کاهش می‌یابد.

با وجود این، ناسا می‌تواند این کار را با کمی کنترل بیشتر نسبت به هابل انجام دهد. بنابراین اگرچه ایستگاه فضایی بین‌المللی تقریبا ۴۰۰ تن وزن دارد اما می‌توان آن را در قسمتی از منطقه غیر مسکونی بخش جنوبی اقیانوس آرام فرود آورد.

بسیاری از قسمت‌های ایستگاه فضایی بین‌المللی با ورود مجدد به زمین خواهند سوخت اما باز هم مقدار زیادی زباله وجود خواهد داشت.

خود ایستگاه فضایی بین‌المللی نیز با زباله‌های فضایی غریبه نیست. در واقع، این ایستگاه از سال ۱۹۹۹ مجبور شده است تا ۲۹ مانور اجتناب از آوار، از جمله سه مانور را در سال ۲۰۲۰ انجام دهد.

راه‌حل‌های ناکارآمد

راه حلی که کمکی نمی‌کند، این است که برخی کشورها تصمیم گرفته‌اند به عنوان بخشی از مانورهای آزمایشی نظامی، عمدا ماهواره‌های خود را با موشک منفجر کنند.

تخمین زده می‌شود که ۱۷۰ میلیون قطعه زباله فضایی پس از ماموریت‌هایی که شاید به بزرگی مراحل موشک یا به کوچکی دانه‌های رنگی باشند، در کنار زیرساخت‌ فضایی ۷۰۰ میلیارد دلاری آمریکا در مدار ایجاد شده‌اند.

با وجود این، تنها ۲۷ هزار قطعه ردیابی می‌شوند و با وجود قطعاتی که می‌توانند با سرعت بالای ۲۷ هزار کیلومتر بر ساعت حرکت کنند، حتی قطعات کوچک نیز ممکن است به ‌طور جدی به ماهواره‌ها آسیب برسانند یا آنها را از بین ببرند.

روش‌های سنتی گرفتن زباله‌ها، در فضا کارآیی ندارند زیرا مکنده‌ها در خلاء عمل نمی‌کنند و دما برای موادی مانند نوار و چسب بسیار سرد است. گیره‌های مستقر در اطراف آهن‌رباها نیز بی‌فایده هستند زیرا بیشتر زباله‌های موجود در مدار زمین، مغناطیسی نیستند.

در حال حاضر حدود ۵۰۰ هزار قطعه زباله ساخته‌شده توسط انسان به دور سیاره ما می‌چرخند که از ماهواره‌های بلااستفاده، قطعات فضاپیما و موشک‌های مصرف‌شده تشکیل شده‌اند.

بیشتر راه‌حل‌های پیشنهادی، یا به تعامل قوی با زباله‌ها نیاز دارند یا زباله‌ها را به جهت‌های ناخواسته و غیر قابل پیش‌بینی سوق می‌دهند.

دانشمندان به دو رویداد اشاره می‌کنند که مشکل زباله‌های فضایی را به شدت بدتر کرده‌اند.

نخستین مورد در فوریه ۲۰۰۹ و زمانی رخ داد که یک ماهواره مخابراتی شرکت آمریکایی «ایریدیوم»(Iridium) و یک ماهواره نظامی روسی «کاسموس-۲۲۵۱»(Kosmos-۲۲۵۱)، به طور تصادفی با هم برخورد کردند.

دومین مورد در ژانویه ۲۰۰۷ بود که چین یک سلاح ضد ماهواره را روی یک ماهواره قدیمی هواشناسی «فنگیون»(Fengyun) آزمایش کرد.

همچنین، کارشناسان به دو منطقه اشاره کردند که به طور نگران‌کننده‌ای درهم‌ریخته شده‌اند.

یکی از آنها مدار پایین زمین است که توسط ماهواره‌های «سامانه ماهواره‌ای ناوبری جهانی»(GNSS)، ایستگاه فضایی بین‌المللی، ماموریت‌های سرنشین‌دار چین، تلسکوپ فضایی هابل و مواردی از این دست استفاده می‌شود.

دومین منطقه در مدار زمین‌ایستا قرار دارد و توسط ماهواره‌های مخابراتی، هواشناسی و نظارتی استفاده می‌شود که باید موقعیت ثابتی نسبت به زمین داشته باشند.

انتهای پیام