ما هو الفضاء غير المرغوب فيه؟

وفقًا لفهرس الأجسام التي تم إطلاقها في الفضاء الخارجي الذي يديره مكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي ، تم إطلاق ما مجموعه 12298 قمراً صناعياً منذ إطلاق أول قمر صناعي بشري في عام 1957. 2022). من بين هؤلاء ، يوجد فقط 8،378 قمراً صناعياً (بما في ذلك الأقمار الصناعية التشغيلية وغير التشغيلية) في المدار ، ووجد أن الأقمار الصناعية المتبقية البالغ عددها 3918 قد فشلت في دخول المدار. يطلق عليهم اسم “الحطام الفضائي” أو “الحطام الفضائي” ، بما في ذلك حطامهم أو شظايا الصواريخ أو حتى الأقمار الصناعية منتهية الصلاحية.

إذا كانت الأقمار الصناعية التي فشلت في دخول المدار هي أقمار صناعية ذات مدار منخفض ، فسوف تتباطأ تدريجيًا بسبب التأثيرات الميكروسكوبية للغلاف الجوي وإما أن تعود إلى الأرض أو تحترق بشكل طبيعي في معظم الغلاف الجوي. ومع ذلك ، فإن الأقمار الصناعية ذات المدار العالي ذات العمر المداري الطويل يمكن أن تكون مشكلة كبيرة. وذلك لأن الحطام الفضائي يدور حول الأرض بسرعة عالية جدًا. بالنظر إلى أن الطاقة الحركية تتناسب مع مربع السرعة ، فإن قوتها التدميرية تزداد أضعافا مضاعفة.

أيضًا ، إذا دمر الكثير من النفايات الفضائية في المدار الأقمار الصناعية أو غيرها من النفايات الفضائية ، فقد يتسبب ذلك في انفجار آخر للخردة الفضائية. وفقًا لمكتب حطام الفضاء التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، هناك أكثر من 30 ألف جسم كبير وصغير من صنع الإنسان يدور حول كوكبنا ، بما في ذلك الأقمار الصناعية ، منها أكثر من 300 مليون جسم صغير أسرع بخمس مرات من رصاصة بسرعة 30 ألف كم / ساعة. أن تطير عبر الفضاء بسرعة بالنظر إلى العدد المتزايد بسرعة لإطلاق الأقمار الصناعية ، فمن الواضح أن عدد النفايات الفضائية سيزداد يومًا بعد يوم.

لماذا تنظيف الحطام الفضائي؟

إذا لم يتم تنظيف الحطام الفضائي ، يمكن تغطية مدارات الأقمار الصناعية بالحطام الفضائي ، مما سيمنع تقدم الإنسان إلى الفضاء. بالإضافة إلى ذلك ، إذا توقف استخدام الأقمار الصناعية بسبب تدمير الأقمار الصناعية ، فقد تقع البشرية على الفور في فوضى كبيرة. حتى لو فكرنا من وجهة النظر البيئية في التنبؤ والاستعداد للمناخ المستقبلي باستخدام الأقمار الصناعية ، فإن حماية الأرض والبيئة في المستقبل ستكون أيضًا مستحيلة بدون الأقمار الصناعية. يمكن أن تشكل القطع الكبيرة من النفايات الفضائية تهديدًا مباشرًا للأرض ، مثل تحطم محطة الفضاء الصينية Ten Gong-1 في جنوب المحيط الهادئ الذي تسبب في قلق شديد قبل بضع سنوات. لذلك ، تصبح مهمات إزالة النفايات الفضائية في نهاية المطاف مهمات للبشرية.

بدأت بالفعل المقترحات الأولى لحل النفايات الفضائية في أواخر السبعينيات. لكن هذه مشكلة تتشابك فيها المصالح بين الدول ، وأصبحت مشكلة يصعب حلها لعدم وجود حل مناسب. تتنوع الأفكار التي توصل إليها العلماء لحل مشكلة الحطام الفضائي للغاية. ومن الناحية التمثيلية ، تم ذكر طرق مختلفة مثل التقاط الحطام الفضائي باستخدام أداة تشبه الحربة أو نشر شبكة كبيرة في الفضاء الخارجي لالتقاط الحطام الفضائي. .

القمر الصناعي الصيني SJ-21 ينظف الحطام الفضائي

في مؤتمر استضافه مؤخرا مركز الدراسات الاستراتيجية والدولية ومؤسسة Secure World Foundation ، قدم الدكتور برين فليويلنغ ، مصمم برنامج تتبع الأقمار الصناعية والمحقق الرئيسي في الشركة الأمريكية الخاصة ExoAnalytic Solutions ، بعض النتائج المثيرة للاهتمام للغاية. . وفقًا للدكتور فلافلينج ، في يناير ، وضعت مركبة فضائية صينية قمرًا صناعيًا غير نشط في “مدار مقبرة ، أو مدار غير مرغوب فيه ، أو مدار التخلص: استخدمت الوقود الدافع المتبقي لمنع القمر الصناعي من الاصطدام بالأقمار الصناعية الأخرى ،” قال فليفلينج. قال إنه ضبط شيئًا ما يتم إلقاؤه في مدار متحرك). يعتبر من أفضل الطرق للتخلص من الحطام الفضائي لأنه إذا تم إلقاؤه هناك يقل احتمال اصطدامه بالأقمار الصناعية النشطة ويكون أكثر فاعلية بكثير من إعادة الدخول إلى الغلاف الجوي للتخلص من القمامة. قال الدكتور فليفلينج إن القمر الصناعي الصيني SJ-21 شوهد وهو يغير مداره في 22 يناير ليقترب من القمر الصناعي الخامل Compass-G2 (الاسم الصيني: BeiDou-2 G2) ، وقال إن المسار قد تغير. خلال الأيام القليلة التالية ، تحرك الجسمان الفضائيان باتجاه الغرب ، ويبدو أنهما يرقصان ، وفي 26 يناير ، عندما انفصل القمران ، قالا أنهما فقد الاتصال مع G2 (انظر الفيديو ذي الصلة).

Compass-G2 هي مركبة فضائية تابعة لنظام BeiDou-2 للأقمار الصناعية للملاحة في الصين ، والتي فشلت بعد وقت قصير من إطلاقها في عام 2009 ، وكانت تدور حول الأرض باعتبارها خردة فضائية لأكثر من 10 سنوات. من ناحية أخرى ، SJ-21 ، الذي تم إطلاقه في أكتوبر 2021 ، مرة أخرى في مدار ثابت بالنسبة للأرض (GSO: مدار ثابت بالنسبة للأرض أو GEO: مدار استوائي متزامن مع الأرض ؛ مدار قمر صناعي يدور حول الأرض بنفس سرعة دوران الأرض ) فوق حوض الكونغو مباشرة

الجهود المختلفة للبشرية لحماية الأرض في نهاية المطاف

تتوقع القوات الجوية الأمريكية أن يكون SJ-21 هو القمر الصناعي الصيني للصيانة في المدار والتجميع والتصنيع (OSAM). تعمل العديد من المعامل والوكالات ذات الصلة بالفضاء على تطوير وتعزيز بعثات OSAM المختلفة لعقود ، مثل المركبات الفضائية المصممة لإعادة التزود بالوقود أو إصلاح الأقمار الصناعية الموجودة أو التخلص من نفايات الفضاء.

بدأت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) التشغيل التجريبي لمشروع OSAM في عام 1990 كبرنامج لمركبة خدمة ثابتة بالنسبة إلى الأرض (GSV) لالتقاط وإصلاح السواتل المعطلة في المدار الثابت بالنسبة للأرض. وتعتبر واحدة من مهام OSAM الناجحة. بالإضافة إلى ذلك ، تخطط وكالة الفضاء الأوروبية لبدء مهمة جمع القمامة الخاصة بها في عام 2025.

يقترح المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا في لوزان ، الذي سيكون مسؤولاً عن المهمة المذكورة أعلاه ، مهمة “Clean Space One” ، ويصر على التخلص من الحطام الفضائي عن طريق إطلاق قمر صناعي للتنظيف ، وجمع الحطام الفضائي ، ثم إعادته مرة أخرى إلى الغلاف الجوي للأرض. ومع ذلك ، نظرًا لأن هذه مهمة لمرة واحدة ، يُشار إلى التكلفة العالية جدًا على أنها عيب.

تخطط ناسا أيضًا لعدد من مهام OSAM الإضافية ، بما في ذلك OSAM-1 و OSAM-2. على وجه الخصوص ، تم التخطيط لتجهيز OSAM-2 بطابعة ثلاثية الأبعاد لتصميم وتصنيع الأجزاء مباشرة.

يصر الباحثون في جامعة بوردو في الولايات المتحدة على استخدام الشراع كوسيلة لمنع الحطام الفضائي في المستقبل (الاسم الرسمي للمهمة: Spinnaker 3). شراع السحب هو مركبة فضائية يمكنها فتح غشاء رقيق مستطيل مثل الشراع في الفضاء الخارجي. أحد الأسف هو أنه من المستحيل إرفاق شراع سحب بالحطام الفضائي الذي يدور حاليًا حول الأرض ، وقبل أن تصل المركبات الفضائية أو الأقمار الصناعية المستقبلية إلى نهاية عمرها الافتراضي وتصبح قمامة فضائية ، فإنها تفتحها لتقليل سرعة الدوران والعودة في النهاية إلى الغلاف الجوي للأرض ، والغرض من ذلك هو إحداث السقوط.

أطلقت اليابان مهمة ELSA-d (خدمات نهاية الحياة من Astroscale) المصممة لاختبار تكنولوجيا جمع وإزالة الحطام الفضائي في مارس 2021. وفقًا لنوبو أوكادا ، مؤسس Astroscale والمدير العام للبعثة ، تتضمن المهمة ذراعًا آليًا مخصصًا للقبض يعمل جنبًا إلى جنب مع قمرين صناعيين ، وقمر صناعي للخدمة وقمر صناعي للعميل.

هناك محاولة إنشاء نظام استجابة متكامل استعدادًا لسقوط الأجسام الفضائية وتصادمها من خلال “خطة تنفيذ التأهب لخطر الفضاء 2021”. وبصورة رئيسية ، تُبذل الجهود لتطوير تكنولوجيات لمنع الرصد المسبق للمخاطر الفضائية ولتوسيع قاعدة التأهب لمخاطر الفضاء.

من ناحية أخرى ، هناك العديد من المخاوف بشأن تقنية التخلص من النفايات الفضائية باستخدام مهام OSAM. أعرب قائد القيادة الفضائية الأمريكية جيمس ديكنسون عن مخاوفه من إمكانية استخدام التكنولوجيا في أنظمة تناول الأقمار الصناعية في المستقبل.