Ultimate magazine theme for WordPress.

نحن ندفن الأرض في قشرة لا يمكن اختراقها من الأقمار الصناعية الميتة

4

كان الإطلاق الناجح لـ Sputnik في عام 1957 بمثابة علامة فارقة في تاريخ البشرية حيث كانت المرة الأولى التي يدور فيها جسم من صنع الإنسان حول الأرض. لكننا لم نفهم سوى القليل عن SNAFU الفضائية التي كنا نغازلها مع ظهور تكنولوجيا الأقمار الصناعية. خلال 64 عامًا منذ ذلك الحين ، أصبحت سماء كوكبنا الليلية مزدحمة بشكل متزايد. يدور اليوم أكثر من 3000 قمر صناعي حول الأرض وتنضم إليهم ملايين القطع من الحطام الفضائي – مثل قطع الأقمار الصناعية المكسورة وأجزاء الصواريخ المهملة وبقع طلاء المركبات الفضائية. تقدر ناسا أن هناك حوالي 6000 طن من الحطام في المدار الأرضي المنخفض وحده.

أنا

هذا المحتوى غير متاح بسبب تفضيلات الخصوصية الخاصة بك. قم بتحديث إعداداتك هنا ، ثم أعد تحميل الصفحة لرؤيتها.

لا تخلق هذه النفايات المدارية مخاطر ملاحية لرواد الفضاء فحسب ، بل تعكس أيضًا ضوء الشمس لأسفل إلى السطح ، وتتداخل مع ملاحظات التلسكوب الأرضية. دراسة قبلت مؤخرا من قبل الإخطارات الشهرية للجمعية الفلكية الملكية: رسائل يشير إلى أنه لا يوجد مكان على الأرض خالٍ من التلوث الضوئي الناتج عن الحطام العلوي والأقمار الصناعية. والأكثر إثارة للقلق هو أن الباحثين يتوقعون أن تزداد كمية الحطام في المدار بمقدار ترتيب من حيث الحجم خلال العقد المقبل مع انطلاق مجموعات ضخمة من الأقمار الصناعية المصغرة التي تبث عبر الإنترنت ، مثل برنامج Starlink التابع لشركة SpaceX.

حذر جوناثان ماكدويل من مركز هارفارد سميثسونيان للفيزياء الفلكية في دراسة أجريت عام 2020: “يجب أن يتوقع علماء الفلك – والمشاهدون العاديون للسماء ليلاً – مستقبلًا يضم فيه سكان المدار الأرضي المنخفض عشرات الآلاف من الأقمار الصناعية الكبيرة نسبيًا”. “ستكون التأثيرات كبيرة لأنواع معينة من المراقبة وبعض المراصد وفي أوقات معينة من العام.”

قبل عامين ، أطلقت البشرية أقل من 10000 جسم في المدار منذ بداية عصر الفضاء. ومع ذلك ، مع ظهور تقنية إطلاق الصواريخ التجارية منخفضة التكلفة – والتي شهدت انخفاض سعر رطل إطلاق البضائع من 24800 دولارًا خلال حقبة المكوك إلى 1240 دولارًا فقط اليوم – فإن المعدل الذي نضع فيه الأقمار الصناعية في المدار من المتوقع أن يرتفع بشكل كبير. .

في المجموع ، من المتوقع إطلاق أكثر من 18000 قمر صناعي في المدار الأرضي المنخفض بحلول عام 2025 – ما يقرب من عشرة أضعاف العدد الإجمالي للأقمار الصناعية النشطة في عام 2018. سبيس إكس وحدها لديها إذن من الحكومة الأمريكية لإطلاق 12000 ستارلينك في المدار (مع وجود خطط لامتلاك العديد من الأقمار الصناعية 42000 منهم) ، في حين أن مشروع Kuiper التابع لشركة Amazon مصرح له بإرسال ما يصل إلى 3236 قمرا صناعيا خاصا به في السنوات القادمة. يسعى كلا البرنامجين إلى إنشاء شبكة مدارية في مدار أرضي منخفض قادرة على توفير اتصال إنترنت عالي النطاق وزمن انتقال منخفض يمكن الوصول إليه من أي مكان على هذا الكوكب. على الرغم من أن نواياهم نبيلة ، إلا أن العواقب غير المقصودة لتعبئة العديد من المركبات الفضائية في سمائنا يمكن أن تغير بشكل أساسي نظرتنا للنظام الشمسي المحيط.

ستارلينك للتلوث الضوئي

NOIRlab

“إذا تم نشر 100،000 أو أكثر من LEOsats التي اقترحتها العديد من الشركات والعديد من الحكومات ، فلا يمكن لأي مجموعة من وسائل التخفيف أن تتجنب تمامًا تأثيرات مسارات الأقمار الصناعية على البرامج العلمية لمرافق علم الفلك البصري NIR الأرضية الحالية والمخطط لها ،” 2020 لاحظ تقرير من الجمعية الفلكية الأمريكية.

عندما تم إطلاق أول 360 Starlinks في مايو من عام 2019 ، على سبيل المثال ، كان وجودهم في سماء الليل ملحوظًا على الفور. جعل تصميمها شديد الانعكاس كل قمر صناعي صغير أكثر سطوعًا بنسبة 99 بالمائة من الأجسام المحيطة خلال الأشهر الخمسة التي استغرقتها لتصل إلى ارتفاع التشغيل البالغ 550 كم. كان هذا التأثير واضحًا بشكل خاص عند شروق الشمس وغروبها عندما تنعكس أشعة الشمس على الألواح الشمسية للأقمار الصناعية. أثبتت محاولة SpaceX لتقليل هذا الانعكاس باستخدام “العلاج الداكن” في أوائل عام 2020 نجاحًا جزئيًا فقط.

أشار جيريمي تريجلوان ريد من جامعة أنتوفاجاستا التشيلية ، في دراسة أجريت عام 2020: “إننا نكتشف انخفاضًا بنسبة 55 في المائة تقريبًا في السطوع الانعكاسي لـ DarkSat مقارنة بالأقمار الصناعية الأخرى من Starlink”.

يُقاس سطوع جسم سماوي بمقياس الحجم النجمي – أي أنه كلما كان الجسم أكثر سطوعًا ، كان التقييم المقابل له أكبر وأكثر سلبية. على سبيل المثال ، تم تصنيف الشمس عند -26.7 درجة بينما تم تصنيف نجم الشمال عند +2. أي كائن تم تصنيفه أعلى من +6 يكون غير مرئي بشكل فعال للعين البشرية ، على الرغم من أن تلسكوبات المسح وأنظمة المراقبة الحساسة الأخرى يمكن أن تكتشف الأشياء المعتمة مثل +8. وفقًا لدراسة Treglon-Reed ، أظهر القمر الصناعي Starlink المعالج حجمًا قدره +5.33 على ارتفاع التشغيل ، مقارنة بـ +6.21 لقمر صناعي غير معالج.

أنا

هذا المحتوى غير متاح بسبب تفضيلات الخصوصية الخاصة بك. قم بتحديث إعداداتك هنا ، ثم أعد تحميل الصفحة لرؤيتها.

أخبرت تريجلون ريد أن هذا أفضل ولكن ليس جيدًا بما يكفي فوربس مارس الماضي. قال “لا يزال الطريق مشرقا للغاية”. “لا يزال هناك الكثير الذي يتعين القيام به. الفكرة هي إيصال هذه الأرقام إلى صانعي السياسة [and astronomical societies] الذين يجرون محادثات مع SpaceX [and mega constellation companies] ثم حاول تحسين هذا بشكل أكبر “.

يعتمد التأثير الإجمالي لهذه الأقمار الصناعية على عدد من العوامل بما في ذلك نوع التلسكوب المستخدم ، والوقت من اليوم والموسم الذي يتم فيه إجراء الملاحظات ، وارتفاع كوكبة القمر الصناعي. إن المسوحات الواسعة النطاق في كل من الأطياف المرئية والأشعة تحت الحمراء (مثل تلك التي أجراها مرصد فيرا سي روبن في شيلي) معرضة بشكل خاص لهذا التداخل ، مثل تلك التي تُجرى خلال ساعات الشفق. وبينما تصبح الأبراج التي تدور في المدار الأرضي المنخفض مظلمة بشكل عام بمجرد مرورها في ظل الأرض ، فإن تلك الموجودة في مدار متزامن مع الأرض على بعد 750 ميلًا وأكثر – مثل برنامج OneWeb قصير العمر – ستكون “مرئية طوال الليل خلال فصل الصيف وأجزاء كبيرة من الليل خلال الشتاء والخريف والربيع ، وستكون لها آثار سلبية على جميع برامج المراقبة تقريبًا “، وفقًا لما ذكرته الجمعية الأمريكية للعلوم.

“يجب أن تكون الأقمار الصناعية ذات الارتفاعات العالية أقل انعكاسًا بطبيعتها من الأقمار الصناعية ذات الارتفاعات المنخفضة لتترك خطًا مشابهًا [in professional detectors]. ويرجع ذلك إلى عاملين: السرعة المدارية (تتحرك الأقمار الصناعية ذات الارتفاعات المنخفضة بشكل أسرع بحيث تقضي وقتًا أقل على كل بكسل) والتركيز (الأقمار الصناعية ذات الارتفاعات المنخفضة تكون أقل تركيزًا ، وبالتالي يكون الخط أوسع ولكن يكون سطوعه أقل ، ” قالت عالمة الفلك بواشنطن الدكتورة ميريديث راولز فوربس.

استجابة للمشكلة المتزايدة ، قام علماء الفلك من جميع أنحاء العالم ، كجزء من ورشة عمل SATCON-1 التابعة لمؤسسة العلوم الوطنية في يوليو الماضي ، بتجميع قائمة بالإجراءات والسياسات التصحيحية المحتملة. وتشمل هذه الأبراج الحد الأقصى للارتفاع من 550 إلى 600 كم ، مما يتطلب من الأقمار الصناعية الفردية أن يكون لها حجم نجمي +7 أو أعلى ، ومشاركة المعلومات المدارية المتعلقة بهذه الأبراج مع مجتمع البحث حتى يتمكن علماء الفلك من تجنب تلك المناطق من السماء.

وجدت ورشة SATCON-1 أن “سبيس إكس قد أظهر أنه يمكن للمشغلين تقليل ضوء الشمس المنعكس من خلال توجيه جسم القمر الصناعي والوقاية من الشمس وتعتيم السطح” “يمكن لجهد مشترك للحصول على بيانات عامة عالية الدقة عن المواقع المتوقعة للأقمار الصناعية الفردية (أو ephemerides) أن يتيح بعض تجنب التوجيه وإغلاق منتصف التعرض أثناء مرور القمر الصناعي.” بدلاً من ذلك ، يمكن للمشغلين تصميم أقمارهم الصناعية لإخراجها من مدارها بشكل نشط عندما يصلون إلى نهاية فترة خدمتهم – كما تفعل أقمار ستارلينك – أو يمكنهم فقط إطلاق عدد أقل من الأبراج بشكل عام. يبقى أن نرى ما إذا كانت الجهات التنظيمية الوطنية أو الدولية ستتبنى بالفعل هذه التوصيات.

ولكن حتى لو نجح مشغلو الأقمار الصناعية في خفض سطوع الأبراج الخاصة بهم ، فإننا لا نزال نواجه “مقبرة” مدارية كثيفة بشكل متزايد من الأقمار الصناعية المكسورة والخردة الفضائية. يقدر مكتب Orbital Space Debris التابع لوكالة ناسا أن هناك نصف مليون قطعة من الخردة بحجم رخامي تدور حول المدار الأرضي المنخفض بسرعة 22300 ميل في الساعة – بسرعة كافية لكسر حتى نوافذ ISS المدعمة بشدة عند الاصطدام – وما يصل إلى 100 مليون قطعة قياسها مليمتر أو أقل .

أصبحت ناسا أول وكالة فضاء وطنية تضع خطة شاملة لتخفيف الحطام الفضائي في عام 1995. وقد تم تعديل هذه المبادئ التوجيهية لاحقًا من قبل لجنة تنسيق الحطام الفضائي المشتركة بين الوكالات (IADC) المكونة من 10 دول واعتمدتها الجمعية العامة للأمم المتحدة في نهاية المطاف في عام 2007. أنشأت الحكومة الأمريكية أيضًا ممارساتها المعيارية لتخفيف الحطام المداري (ODMSP) في عام 2001 ، في جهد متجدد “للحد من توليد حطام جديد طويل العمر من خلال التحكم في الحطام المنطلق أثناء العمليات العادية ، وتقليل الحطام الناتج عن الانفجارات العرضية ، اختيار ملف تعريف الرحلة الآمن والتكوين التشغيلي لتقليل الاصطدامات العرضية ، والتخلص بعد المهمة من الهياكل الفضائية “. بالإضافة إلى ذلك ، تدير وزارة الدفاع شبكة مراقبة الفضاء ، وهي مكلفة بفهرسة وتتبع الأجسام التي يتراوح قطرها بين 0.12 و 4 بوصات باستخدام مجموعة من التلسكوبات المرئية الأرضية ومصفوفات الرادار.

تتبع هذا الحطام ليس سوى الخطوة الأولى. يعمل عدد من وكالات الفضاء على تطوير أنظمة لالتقاط النفايات المدارية والتخلص منها بفعالية. JAXA ، على سبيل المثال ، تدرس “حبل ديناميكي كهربائي” يبلغ طوله 2300 ياردة والذي ، عند نشره ، من شأنه أن يسحق الحطام المار باتجاه الكوكب حيث يحترق أثناء العودة إلى الغلاف الجوي. في عام 2018 ، أظهر كونسورتيوم بقيادة مركز ساري للفضاء في المملكة المتحدة بنجاح جهاز RemoveDebris الخاص به – وهو أساسًا شبكة فضائية ضخمة مصممة لالتقاط الأقمار الصناعية الميتة والمخلفات الفضائية المارقة التي يصل طولها إلى 10 أمتار.

مخالب

الذي – التي

بحلول عام 2025 ، تأمل وكالة الفضاء الأوروبية في إطلاق مهمة ClearSpace-1 الخاصة بها حيث سيحاول جهاز التقاط رباعي الشقوق انتزاع الحطام الفضائي مثل جائزة لعبة المخلب الضخمة ، ثم التخلص من نفسه ومكافأته المهملة في الغلاف الجوي للأرض.

قال مهندس أنظمة مهام إيرباص زاندر هول: “الحطام الفضائي مشكلة عالمية لأنه يؤثر على جميع الدول” سي إن إن في عام 2018. “كل قطعة خردة في الفضاء مملوكة للمشغلين الأصليين ولا يتم تناول الحطام المداري صراحة في القانون الدولي الحالي. يجب بذل جهد دولي للمطالبة بملكية الحطام والمساعدة في تمويل إزالتها بأمان “.

اترك رد

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني.