بیش از ۶۶۰۰ تن زباله فضایی در مدار زمین شناور است!

ما انسان‌ها در چند دهه گذشته آنقدر ماهواره به فضا پرتاب کرده‌ایم که اکنون با مشکل عظیم زباله‌های مداری روبه‌رو هستیم. آژانس فضایی اروپا (ESA) در گزارش سالانه محیط فضایی خود خاطرنشان کرد که در حال حاضر بیش از ۶۶۰۰ تن زباله فضایی در مدار پایین زمین (LEO)، بین ۱۶۰ تا ۲۰۰۰ کیلومتر بالاتر از سطح سیاره ما شناور است.

به گفته ناسا، این میزان نسبت به تخمین ۶۰۰۰ تنی که آخرین بار در سال ۲۰۲۳ ثبت شده بود، افزایش یافته است. این یک مشکل عمدتاً ناپیدا اما عظیم است، زیرا به گفته مدیرکل ESA، جوزف آشباخر، به دویچه وله، “ما به ماهواره‌ها به عنوان منبع اطلاعات برای زندگی روزمره خود، از ناوبری گرفته تا مخابرات، خدمات، دیده‌بانی زمین، از جمله دفاع و امنیت، وابسته هستیم.”

تعداد زیادی قطعات کوچک

زباله‌های فضایی از انواع مختلف خرده‌ریزه‌ها تشکیل شده‌اند. برخی از آن‌ها اشیایی هستند که هنگام انفجار یا برخورد یک محموله (مانند یک ماهواره عملیاتی یا ابزار کالیبراسیون) با شی دیگری در فضا ایجاد می‌شوند. سپس اشیایی وجود دارند که عمداً در طول عملکرد یک محموله رها می‌شوند، مانند درپوش‌های ابزارهای نوری یا ابزارهای فضانوردان. بدنه موشک‌ها، یا مراحل مداری وسایل پرتاب و همچنین پوشش‌ها و موتورها، به این مشکل می‌افزایند. و سپس قطعاتی داریم که از رویدادهای شکستگی در مدار، مانند برخوردها، انفجارها و ساییدگی و پارگی فضاپیماها ایجاد می‌شوند.

حتی قطعات ریز زباله‌های فضایی، به کوچکی یک میلی‌متر، می‌توانند آسیب جدی به فضاپیماها و ماهواره‌ها وارد کنند. به گفته تیاگو سوارز، مهندس ارشد دفتر فضای پاک ESA، “یک قطعه یک سانتی‌متری زباله انرژی یک نارنجک دستی را دارد.”

حال این واقعیت را در نظر بگیرید که در حال حاضر حداقل ۱.۲ میلیون قطعه زباله فضایی بزرگتر از ۱ سانتی‌متر در مدار ما با سرعت زیاد حرکت می‌کنند. هر یک از این‌ها می‌توانند با چیز دیگری برخورد کنند و خطر ایجاد صدها قطعه زباله دیگر را در یک واکنش زنجیره‌ای ایجاد کنند، که ما آن را اثر کسلر می‌نامیم.

علاوه بر این، ابزار نرم‌افزاری مدل‌سازی زباله‌های ESA، MASTER، نشان می‌دهد که در محدوده LEO در ارتفاع حدود ۵۵۰ کیلومتری، اکنون تقریباً به اندازه ماهواره‌های فعال زباله وجود دارد.

مقدار اشیاء، و همچنین جرم و مساحت ترکیبی آن‌ها، از آغاز عصر فضا به طور پیوسته در حال افزایش بوده است که منجر به برخوردهای غیرارادی بین محموله‌های عملیاتی و زباله‌های فضایی شده است. افزایش ترافیک فضایی، ناشی از کوچک‌سازی و صورت‌های فلکی بزرگ، بیشتر به پتانسیل تولید زباله‌های پراکنده کمک می‌کند. و در سال ۲۰۲۴، چندین رویداد بزرگ تکه‌تکه شدن، و همچنین چندین رویداد کوچکتر رخ داد. این امر منجر به افزایش چشمگیر اشیاء در یک سال شده است، به طوری که حداقل بیش از ۳۰۰۰ شیء جدید ردیابی شده است.

پاکیزه نگه داشتن فضا

در حال حاضر، هیچ قانون بین‌المللی فضایی برای الزام به پاکسازی زباله‌ها در LEO وجود ندارد. با این حال، آژانس‌های فضایی و نهادهای صنعتی از جمله ESA دستورالعمل‌ها و توصیه‌هایی در مورد کاهش تولید زباله دارند. این موارد شامل ملاحظات طراحی فضاپیما مانند موارد زیر است:

• جلوگیری از انتشار اشیاء مرتبط با مأموریت (مانند درپوش‌های لنز و مکانیزم‌های استقرار)
• استفاده از مواد و قطعاتی که خطر تکه‌تکه شدن را در حین و بعد از عملیات به حداقل می‌رسانند
• ادغام مکانیزم‌های استقرار قابل اعتماد که زباله تولید نمی‌کنند
• طراحی ساختارهای فضاپیما برای به حداقل رساندن احتمال شکستگی ناشی از منابع انرژی داخلی
• شامل کردن قابلیت‌های دفع در پایان عمر در طراحی اصلی
• ایجاد سیستم‌های غیرفعال‌سازی برای خنثی کردن منابع انرژی (باتری‌ها، پیشرانه‌ها) در پایان مأموریت
• طراحی فضاپیماهایی که می‌توانند به طور کامل در هنگام ورود مجدد به جو بسوزند

ESA به نوبه خود، قصد دارد فضاپیمای حذف زباله ClearSpace-1 را برای حذف ماهواره PROBA-1 به اندازه یک چمدان (مورد استفاده برای نمایش‌های فناوری) از مدار در سال ۲۰۲۸ به کار گیرد. این فضاپیما که توسط شرکت سوئیسی ClearSpace ساخته شده است، حدود ۱۱۲ کیلوگرم وزن دارد و می‌تواند زباله‌های فضایی را با استفاده از چهار “چنگال” بگیرد. شرکت Astroscale مستقر در توکیو نیز خدمات حذف زباله ارائه می‌دهد. هر دو شرکت توسط آژانس فضایی بریتانیا برای حذف تعدادی از ماهواره‌های غیرعملیاتی بریتانیایی تا سال آینده قرارداد بسته‌اند.

اگر این برنامه‌ها واقعاً عملی شوند، در میان اولین مأموریت‌های واقعی پاکسازی زباله‌های فضایی خواهند بود. مقیاس‌بندی چنین تلاش‌هایی برای پاکسازی حتی کسری از مقدار عظیم زباله‌های موجود در LEO دشوار خواهد بود و زمان زیادی طول خواهد کشید.

امیدواریم با ارزان‌تر و در دسترس‌تر شدن پرتاب‌ها، شاهد حذف زباله‌های بیشتری در مدار باشیم – در کنار برنامه‌های بلندپروازانه برای استفاده از ماهواره‌ها برای مواردی مانند دسترسی جهانی به اینترنت و تاباندن انرژی خورشیدی به زمین.

منبع: Newatlas