همه چیزهای كه باید در مورد زباله های فضایی بدانید
چه تعداد ماهواره در اطراف زمین هست؟
به گزارش لینک بگیر هفته گذشته شرکت فضایی ˮاسپیس ایکسˮ(SpaceX) با ارسال همزمان ۱۴۳ ماهواره به مدار زمین به وسیله ی موشک فالکون(Falcon) رکورد جدیدی ثبت نمود. اما جزئیات این مأموریت چه بود و چطور یک موشک میتواند این تعداد از ماهواره را به فضا ببرد؟
به گزارش لینک بگیر به نقل از ایسنا، ۱۴۳ ماهواره در اشکال و اندازه های مختلف بر روی موشک "فالکون" اسپیس ایکس سوار شدند تا از فلوریدا به فضا پرتاب شوند. رکورد قبلی برای یک شرکت وسایل نقلیه هندی بود که در سال ۲۰۱۷، ۱۰۴ ماهواره را با خود حمل کرده بود.
این ها نشانه ی تغییرات ساختاری بزرگ تری در زمینه ی کارهای فضایی است که سبب می شود افراد بیشتری در آن دخیل شوند. این تغییرات نتیجه ی انقلابی در تولید اجزای مقاوم، کوچک و کم هزینه است که بیشتر آنها مستقیما از وسایل برقی مثل تلفن های هوشمند گرفته شده و این بدان معناست که حالا هرکسی می تواند یک ماهواره مناسب کوچک بسازد و با پیشنهاد اسپیس ایکس در خصوص ارسال این ماهواره ها تنها با پرداخت یک میلیون دلار، فرصت های تجاری ادامه خواهد داشت.
شرکت اسپیس ایکس بر روی موشک فالکون خود ۱۰ ماهواره ی استارلینک(starlink) داشت که مقرر است اینترنت پهن باند را به سراسر جهان برساند.
شرکت پلنت(Planet) سانفرانسیسکو بیشترین ماهواره را در این موشک برای ارسال به فضا داشته است. این ماهواره ها گروهی دیگر از ماهواره های معروف به "سوپر داو"(Super Dove)بودند که برای تصویربرداری روزانه از سطح زمین با وضوح سه تا پنج متر مورد استفاده قرار می گیرند. این فضاپیما تعداد ماهواره های در گردش این شرکت را به بیشتر از ۲۰۰ عدد می رساند.
سوپر داوها به اندازه ی یک جعبه کفش هستند. در حالیکه بسیاری دیگر از محموله هایی که در فالکون بودند اندازه ای کمی بزرگ تر از یک لیوان قهوه داشتند و برخی حتی از یک جلد کتاب هم کوچک تر بودند.
ماهواره اسپیس بیز
شرکت فناوری اسوارم(Swarm) هم ماهواره ای به نام اسپیس بیز(SpaceBees) را ساخته که اندازه ی آنها ۱۰ در ۱۰ در ۲.۵ سانتی متر است. آنها بعنوان شبکه ی ارتباطی عمل می کنند تا تمام دستگاههای روی زمین که به اجسام مختلف وصل است از حیوانات مهاجرت کننده گرفته تا کانتینرهای حمل و نقل را به شبکه متصل کند.
برخی موارد بزرگ تر در موشک فالکون به اندازه ی یک چمدان بودند که در بین آنها چندین ماهواره رادار وجود دارد. این رادارها بیشترین سود را از انقلاب تولید اجزای تشکیل دهنده بردند.
ماهواره های رادار سنتی بزرگ بودند و وزنی چند تنی داشتند. بنا بر این ارسال آنها به فضا صدها میلیون دلار هزینه داشت و این به آن معنا بود که تنها سازمان های بزرگ فضایی و ارتش می توانست از پس هزینه ی پرتاب آنها برآیند. اما استفاده از مواد جدید و قطعات کوچک اندازه ی آنها را به صورت چشم گیری کم کرد و به زیر ۱۰۰ کیلوگرم رساند همینطور هزینه های پرتاب آنها به چندین میلیون دلار تقلیل پیدا کرد.
ماهواره ی رادار
ماهواره های شرکتهای آیسای(Iceye ) از فنلاند، کاپلا(Capella) و آمبرا(Umbra) از ایالات متحده و "IOPS" از ژاپن هم از دیگر مسافران این موشک بودند. این شرکتهای نوپا قصد دارند با تشکیل مجموعه ای از ماهواره ها در فضا تصاویری سریع و پی درپی از زمین گرفته و مخابره کنند.
ماهواره ی رادار مزیت دیگری نسبت به سایر دوربین های نوری استاندارد دارد و آن این است که می تواند از میان ابرها تصویر بگیرد. چه شب باشد چه روز. ما در عصری زندگی می نماییم که هر تغییری در کره ی زمین هر کجا که اتفاق بیفتد بلافاصله ثبت می شود.
فالکون این ۱۴۳ ماهواره را در مدار قطبی در فاصله ی ۵۰۰ کیلومتری زمین قرار داد. این یکی از معایب ارسال همزمان چندین ماهواره باهم است. ماهواره شما جایی خواهد رفت که موشک برود و برای برخی این مدارها ایده آل نیست. برخی از ماهواره ها می خواهند در ارتفاعی کمتر یا بیشتر قرار گیرند یا در جهتی متفاوت نسبت به خط استوا.
این امر با بهره گیری از فضاپیمای اسپیس تاگ(space tug) محقق می شود. تاگ که از بخش بالای موشک خارج می شود تنظیمات نهایی ماهواره ها را طی چند هفته انجام می دهد. فالکون دو عدد از آن با خود به فضا برده است. اما برای برخی مأموریت های فضایی ارسال اختصاصی تنها چاره مطلوب است و بنا بر این است که امروزه شاهد هجوم تولید موشک های کوچکی هستیم که پروازهای اختصاصی انجام می دهند. اما این موشک های کوچک نمی توانند در هزینه با موشک های بزرگ تر رقابت کنند اما می توانند نظر افرادی که نیازهای منحصر به فرد و یا فوری دارند را جلب کنند.
دن هارت(Dan Hart) مدیرعامل شرکت ویرجین اوربیت(Virgin Orbit) که موشکی کوچک ساخته که می تواند از زیر بال هواپیمای بوئینگ ۷۴۷ پرتاب شود به بی بی سی می گوید: شرکتهای استارت آپ باهوش تر شده اند. این ماهواره های کوچک قبلا مورد توجه زیادی بوده اند و ارزان ترین راه ممکن برای رفتن به فضا. اما این مورد به سرعت در حال تغییر است و الان این تجارت ها با مأموریت های حساس خود اگر منتظر دیگران بمانند و یا به مدارهای نامناسب بروند امکان دارد بازده و منافع شان را از دست بدهند.
با سرعت گرفتن ارسال ماهواره ها به مدار مبحث ترافیک فضایی بسیار قوت گرفته است. برخورد کامل دو ماهواره به هم اتفاق نادری است اما به طرز شگفت آوری حالا تعداد زیادی از ماهواره ها چیزی حدود ۱۰ درصد به صورت ناگهانی گرفتار تغییرات غیر منتظره ای می شوند که احیانا نتیجه برخورد بخشی از ماهواره های مأموریت های قبلی به آن هاست.
بخش فضایی باید راه های هوشمندانه تری برای ردیابی اجسامی که در مدار هستند پیدا کند و زمان هایی را برای مانور ممنوع اعلام نماید در غیر این صورت بعضی از ارتفاعات به سبب وجود زباله های فضایی ناامن و غیرقابل استفاده خواهند شد.
جاناتان مک داول(Jonathan McDowell) از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان(Harvard-Smithsonian) مورخ برجسته فضانوردی گوید: حالا بیشتر از سه هزار ماهواره در مدار قرار دارد تعداد ماهواره های پرتاب شده سال قبل بیشتر از ۱۲۰۰ عدد بوده که بیشتر از دو برابر هر سال دیگری است و تعدادی که امروز ارسال شدند برابر با تعدادی است که قبل از این در طول یک سال ارسال می شد. فضا به شدت در حال شلوغ شدن است.
ویل مارشال(Will Marshall)، مدیرعامل شرکت "پلنت" می گوید: شرکت او و در واقع همه شرکت هایی که در پرتاب اخیر حاضر بودند، از این مورد آگاهند. او به بی بی سی اظهار داشت: ما شاهد شلوغی مدارهای خاصی هستیم. بیشتر این مدارهای شلوغ در خطر سندرم کسلر(Kessler Syndrome) هستند.
چه تعداد ماهواره در اطراف زمین هست؟
ماهواره ها بخشی مهم از زیرساخت های ما هستند و به ما در استفاده از موقعیت یاب ها، دسترسی به اینترنت و مطالعات زمین شناختی کمک می کنند.
اما چه تعداد ماهواره در مدار زمین در حال گردش است؟ هم اکنون چیزی حدود ۶۰۰۰ ماهواره در مدار سیاره ی کوچک ما می گردند که حدود ۶۰ درصد آنها ماهواره های از کار افتاده و زباله های فضایی هستند و حدودا ۴۰ درصد از آن ماهواره های فعال می باشند. بر طبق اعلام سازمان The Union of Concerned Scientists در آوریل سال ۲۰۲۰، دو هزار و ۶۶۶ ماهواره فعال در مدار زمین می چرخند که ۱۰۰۷ مورد برای مصارف ارتباطی هستند ۴۴۶ مورد برای مشاهده ی زمین و ۹۷ مورد برای اهداف ناوبری و موقعیت یابی استفاده می شوند.
طبق محاسبه ی شرکت Euroconsult که در زمینه فضا فعالیت دارد، در دهه های پیش رو سالانه ۹۹۰ ماهواره به فضا پرتاب خواهد شد و این بدان معناست که تا سال ۲۰۲۸ حدود ۱۵ هزار ماهواره در مدار زمین خواهد بود. با احتساب ۱۲ هزار ماهواره ی استارلینک که شرکت اسپیس ایکس می خواهد بفرستد و همینطور برنامه فضایی شرکت آمازون رقابت فضایی با سرعت زیادی ادامه خواهد داشت.
اما زباله ی فضایی چیست؟
زباله ی فضایی یا بقایای فضایی شامل هر قطعه ای از ماشین آلات باقی مانده انسان در فضاست که می تواند شامل قطعاتی بزرگ مثل ماهواره های از کار افتاده باشد یا قطعات کوچک تر مثل یک تکه رنگ کنده شده از سطح یک موشک. بعضی از این زباله ها روی ماه فرود آمده اند.
چقدر زباله ی فضایی در فضا وجود دارد؟
در حالی بیشتر از سه هزار ماهواره فعال در مدار وجود دارد بیشتر از ۳ هزار ماهواره ی از کار افتاده هم در مدار است. همینطور بیشتر از ۳۴ هزار قطعه زباله با اندازه ی بیشتر از ۱۰ سانتی متر و میلیون ها قطعه کوچک تر وجود دارند که اگر با چیزی برخورد کنند می تواند فاجعه بار باشد.
زباله های فضایی چگونه وارد فضا می شوند؟
تمام زباله های فضایی ناشی از ارسال اجسام مختلف به فضاست و تا زمانی که به سطح زمین بازنگردند در فضا می مانند. بعضی از آنها که به جو نزدیک تر هستند می توانند به جو بازگردند و قبل از رسیدن به سطح زمین کاملا می سوزند. اما آن دسته که در ارتفاعات بالاتری هستند یعنی ۳۶ هزار کیلومتری مثل ماهواره های ارتباطی و آب و هوا در مدار زمین ثابت قرار می گیرند و می توانند برای مدت صد تا هزار سال به دور زمین بگردند. بعضی از این زباله های فضایی در اثر برخورد ماهواره ها و یا آزمایشات ضد ماهواره ای به وجود می آیند. بعد از برخورد این ماهواره ها تبدیل به هزار قطعه می شوند و تولید میزان زیادی آلودگی می کنند. مبحث نادر دیگر آن است که برخی کشورها مثل چین، آمریکا و هند از موشک برای منفجر کردن ماهواره های خودشان استفاده می نمایند.
زباله های فضایی چه خطراتی برای اکتشافات فضایی دارند؟
خوشبختانه این زباله های فضایی هم اکنون مشکلی برای اکتشافات فضایی ایجاد نمی کنند و مشکل بزرگ را برای سایر ماهواره ها ایجاد می کنند. این ماهواره ها نباید به این زباله ها برخورد کنند تا صدمه نبینند و از بین نروند. به صورت کلی، در بین تمامی ماهواره ها، سالانه صدها مانور برای جلوگیری از برخورد رخ می دهد همچون مانورهایی که توسط ایستگاه فضایی بین المللی(ISS) انجام می شود. جایی که فضانوردان در آن مستقرند.
خوشبختانه، این برخوردها نادر هستند آخرین برخورد فضایی یک ماهواره با زباله های فضایی در سال ۲۰۰۹ رخ داده است و وقتی نوبت به کاوش بخش هایی بالاتر در مدار زمین باشد هیچ کدام از این مشکلات وجود ندارد.
چگونه می توان فضا را تمیز کرد؟
سازمان ملل از تمامی شرکت ها می خواهد که ماهواره هایشان را تا ۲۵ سال بعد از اتمام ماموریتشان از فضا خارج کنند. از آن جا که احتمال خرابی ماهواره ها وجود دارد برای حل این مشکل شرکتهای مختلف از سراسر جهان چاره هایی جدید عرضه دادند. این چاره ها شامل پاکسازی بقایای این ماهواره ها با کشیدن آنها به سمت جو است جایی که در آن به صورت کامل می سوزند. برای این کار می توان از نوعی نیزه بهره برد و یا آنها را در دام توری بزرگ انداخت، از آهن ربا بهره برد و یا حتی با بهره گیری از لیزر به افزایش کشش جوی آن کمک کرد تا به سمت جو حرکت نماید. باآنکه این روش ها تنها برای قطعات بزرگ کاربرد دارد و نمی توان قطعات کوچک را جمع آوری کرد تنها باید منتظر بود تا به صورت طبیعی به جو زمین برگردند.
سندرم کسلر چیست؟
این ایده توسط دانشمند ناسا دونالد کسلر(Donald Kessler) در سال ۱۹۷۸ بیان شد. وی خاطرنشان کرد اگر میزان زیادی زباله ی فضایی در فضا باشد می تواند سبب ایجاد یک واکنش زنجیره ای از برخوردها شود و برخوردهای بیشتر قطعات بیشتری تولید می کنند تا جایی که مدار زمین غیرقابل استفاده گردد. باآنکه رخ دادن آن به این زودی ها امکان پذیر نیست اما برخی از متخصصان نگرانند که انواعی از آن روزی مشکل ساز شود و باید گام هایی در جهت جلوگیری از رخ دادن آن برداشته شود.
آیا این زباله های فضایی در آینده مشکل ساز می شوند؟
بله. شرکت ها در حال برنامه ریزی برای ارسال گروهی از ماهواره ها برای رساندن اینترنت به سراسر جهان هستند. این شرکت ها که شامل اسپیس ایکس و آمازون می شود قصد دارند هزاران ماهواره برای این منظور به فضا بفرستند. در صورت موفقت آنها ۵۰ هزار ماهواره دیگر به مدار اضافه خواهد شد که این به معنای آن است که باید مانورهای بیشتری برای جلوگیری از برخوردها صورت گیرد.
در سپتامبر ۲۰۱۹، آژانس فضایی اروپا نخستین مانور ماهواره ای خویش را برای جلوگیری از برخورد با یک مگا ماهواره را انجام داد. جلوگیری از برخورد با ماهواره های فعال کاری غیرمعمول است. با اطمینان از این مورد که ماهواره ها در مدت زمان معینی بعد از اتمام مأموریت شان پاکسازی می شوند می توان مشکل زباله های فضایی را حل کرد.
مدار زمین به ما این امکان را می دهد تا سیاره خویش را مورد مطالعه قرار دهیم، شبکه ی ارتباطی داشته باشم و موارد دیگر و مهم می باشد که از آن به نحوی استفاده نمائیم که نسل های آینده هم بتوانند از مزایای آن بهره مند شوند.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب