مع تزايد
النفايات الفضائية فى الغلاف الجوى بدأ العلماء فى تحذير العالم بالتهديدات التى تشكلها هذه النفايات على كوكب الأرض، والمخاطر التى يمكن أن تؤدى إليها، فبعد ان امتدت بصمة البشر إلى ما هو أبعد من الأرض، فإن مسؤولة كذلك عن العواقب البيئية المترتبة على أنشطتها، لتصبح مشكلة تراكم القمامة والنفايات الفضائية في مدار الأرض تهديدًا للمساعي الفضائية الحالية والمستقبلية.
ما هى النفايات الفضائية؟
هي أجسام بعضها يطفو فى الفضاء؛ والكثير منها يدور حول الأرض، ويمكنك العثور عليها على كوكب الزهرة والمريخ، بينما يتوقف طنًا منها بالفعل على القمر، ويسميها البعض نفايات الفضاء، والبعض الآخر يشير إليها على أنها خردة فضائية أو حطام فضائى.
ووفقا لموقع وكالة ناسا، تحدد المصطلحات الثلاثة نفس العناصر، والتى تشير إلى الأجسام من صنع الإنسان المتبقية فى الفضاء على الرغم من أنها لم تعد تخدم أى غرض مفيد، وقد بدأت رحلة البشرية إلى الفضاء فى عام 1957 عندما أطلق الاتحاد السوفيتى سبوتنيك، أول قمر صناعى، ومنذ ذلك الوقت، تم إطلاق أكثر من 4000 قمر صناعى فى المدار.
نفايات فضائية شهيرة
وتشير التقديرات إلى أن مئات الملايين من قطع القمامة الفضائية تطفو الآن عبر منطقتنا من النظام الشمسى، بعضها كبير مثل الشاحنات والبعض الآخر أصغر، وهناك بضع قطع شهيرة نسبيًا من نفايات الفضاء، أحدهما هو القفاز الذى طاف بعيدًا عن طاقم الجوزاء 4 خلال أول سير فى الفضاء قام به رواد فضاء أمريكيون، والآخر هو الكاميرا التى فقدها مايكل كولينز خلال مهمة Gemini 10، كما تعد معززات الصواريخ، والقطع التى انفصلت عن المركبات الفضائية، والشظايا والجزيئات الناتجة عن الاصطدامات أو الانفجارات الفضائية أمثلة أخرى لأنواع القمامة التى تدور حول الأرض بسرعة تصل إلى 36000 كيلومتر فى الساعة.
عمر النفايات الفضائية
يسحب مجال جاذبية الأرض الكثير من نفايات الفضاء إلى المدارات المنخفضة والسفلية حتى تصل أخيرًا إلى الغلاف الجوى للأرض، وتحترق معظم النفايات عندما تدخل الغلاف الجوى للأرض، وكلما زاد الارتفاع الذى يدور حوله، كلما طالت مدة بقاء نفايات الفضاء فى المدار.
عادة ما تعود النفايات الفضائية التى تتحرك فى مدارات أقل من 600 كيلومتر إلى الأرض فى غضون بضع سنوات، ويمكن أن تستمر نفايات الفضاء التى تدور على ارتفاعات تزيد عن 1000 كيلومتر فى الدوران حول الأرض لمدة قرن أو أكثر.
مشكلة نفايات الفضاء
المشكلة الرئيسية فى نفايات الفضاء هى الخطر الذى تشكله على الأقمار الصناعية العاملة والمركبات الفضائية المأهولة، فكثيرا ما تستبدل ناسا نوافذ مكوك الفضاء التى تضررت بسبب دوران رقائق الطلاء، وبسبب السرعات الكبيرة جدًا التى تنتقل بها نفايات الفضاء، يمكن للقطع الصغيرة التى يتراوح حجمها بين 1 و 10 سنتيمترات اختراق معظم المركبات الفضائية وإتلافها.
وقال ستيفانيا سولديني، محاضر هندسة الفضاء في جامعة ليفربول بالمملكة المتحدة، إن "الحطام المداري بحجم مليمتر يمثل أعلى مخاطر من المهمة لمعظم المركبات الفضائية الروبوتية العاملة في مدار أرضي منخفض".
وأضاف سولديني أن محطة الفضاء الدولية هي أكثر المركبات الفضائية حماية ضد مثل هذه الحطام، وتحتوي المحطة الفضائية على دروع مدارية لحمايتها من الحطام الذي يقل حجمه عن 1.5 سم، لكن الفضاء يزداد ازدحامًا.
وإذا لم تتم معالجة مشكلة الحطام الفضائي، فمن الممكن أن يكون لها عدد من الآثار المستقبلية السلبية، بما في ذلك:
متلازمة كيسلر: متلازمة كيسلر هي سيناريو افتراضي تصبح فيه كمية الحطام الفضائي في المدار عالية جدًا بحيث تخلق تأثيرًا متتاليًا، حيث يصطدم الحطام ببعضه البعض ويخلق المزيد من الحطام. وهذا قد يجعل من المستحيل تشغيل الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية في المدار.
زيادة الضرر على البيئة: مع سقوط المزيد والمزيد من الحطام الفضائي على الأرض، فمن المرجح أن يسبب المزيد من الضرر للبيئة ويشكل خطراً أكبر على الناس والحياة البرية.
الحد من استكشاف الفضاء: قد يجعل الحطام الفضائي أيضًا من المستحيل أو الخطير جدًا إطلاق أقمار صناعية ومركبات فضائية جديدة، مما يحد من استكشاف الفضاء وتطوير تقنيات فضائية جديدة.
حجم النفايات الفضائية :
قالت وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أن هناك حاليا أكثر من 28 ألف جسم من صنع الإنسان كنفايات فضائية في المدار أقل من 8% منها عبارة عن أقمار صناعية عاملة بالفعل، ومنها نسبة أكبر من 11%، على وجه الدقة من مراحل الصواريخ المستهلكة "والهياكل الأخرى المتعلقة بالمهمات مثل أغطية العدسات".
وتترك معظم عمليات إطلاق الأقمار الصناعية المرحلة العليا من الصاروخ تسبح في الفضاء حول الأرض مباشرة، وهذه النفايات الفضائية ستسقط على الأرض في نهاية المطاف، وتوصل الباحثون إلى أن الحطام المتساقط من عمليات الإطلاق الفضائية، لا سيما المراحل العليا الصاروخية، لديه احتمال واحد من كل 10 احتمالات أن يصيب شخصا أو يقتله خلال العقد المقبل.
وفي عام 2020، قُدر أن ما يقارب ثلثي جميع عمليات الإطلاق الفضائية نتج عنه ترك جسم صاروخي في المدار، وتشكل هذه "الخردة الفضائية" تهديدا للأقمار الصناعية الأخرى النشطة، وإذا كانت أكبر بما يكفي لبقائها على قيد الحياة فإنها ستسقط لاحقا على سطح الأرض.
التصدي للنفايات الفضائية:
هناك عدة طرق لمواجهة مشكلة الحطام الفضائي، منها:
منع تكون حطام جديد: يمكن القيام بذلك عن طريق تصميم الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية للخروج من مدارها في نهاية عمرها الإنتاجي وعن طريق تجنب الاصطدامات بين الأجسام الموجودة في المدار.
إزالة الحطام الموجود: يمكن القيام بذلك باستخدام مجموعة متنوعة من الأساليب، مثل المركبات الفضائية الروبوتية التي يمكنها التقاط الحطام وإخراجه من المدار، أو أشعة الليزر التي يمكنها تبخير قطع صغيرة من الحطام.
أبرز المحاولات لمعالجتها
ويعمل عدد من المنظمات على معالجة مشكلة الحطام الفضائي. ومن أبرز المحاولات ما يلي:
برنامج الحطام المداري التابع لناسا: برنامج الحطام المداري التابع لناسا مسؤول عن تطوير وتنفيذ استراتيجيات للتخفيف من المخاطر التي يشكلها الحطام الفضائي.
لجنة التنسيق المشتركة بين الوكالات المعنية بالحطام الفضائي (IADC): لجنة التنسيق المشتركة بين الوكالات المعنية بالحطام الفضائي هي منتدى دولي لوكالات الفضاء لتنسيق جهودها لمعالجة مشكلة الحطام الفضائي.
اتحاد بيئة الحطام الفضائي (SDEC): اتحاد بيئة الحطام الفضائي (SDEC) هو اتحاد من الجامعات والمؤسسات البحثية التي تعمل على تطوير تقنيات جديدة لإزالة الحطام الفضائي.
