سمیرا گلکار
فهرست عنوان‌ها
به مرور زمان سازمان‌های فضایی مختلف در سطح جهان تعداد بی شماری وسیله فضایی را وارد جو کرده اند از جمله انواع ماهواره‌ها، فضاپیماها، شاتل‌ها و غیره. آنچه که خیلی از ما متوجه آن نیستیم این است که معمولاً این دستگاه‌ها قطعات مختلفی دارند که وارد فضا می‌شوند و این موضوع در حال تبدیل شدن به یک مشکل جدی است.
اما چرا این اتفاق رخ می‌دهد؟ برای درک و آشنایی هر چه بیشتر با این تهدید اول باید با آن آشنا شویم و اینکه زباله فضایی چیست؟
زباله فضایی چیست؟
زباله فضایی اشیای مختلفی را شامل می‌شود. ماهواره‌های پرتاب شده به فضا بخش عمده‌ای از زباله‌های اطراف جو زمین را به خود اختصاص داده اند همچنین قطعات مختلفی که حین فرود فضاپیماها از آنها تفکیک می‌شود.
این قطعات اندازه‌های مختلفی دارند. بعضی از آنها بسیار کوچک و در حد خرده‌های فلز هستند که قطری کمتری از نیم اینچ دارند. از طرفی بعضی از آنها قطعات بسیار بزرگ و عظیمی هستند که توسط انسان‌ها رها شده و در جو زمین در جریان هستند. دهه‌هاست که زباله‌های فضایی در اطراف جو شناور هستند و هر ساله تعداد آنها بیشتر می‌شود. در حال حاضر حدود 500 هزار زباله فضایی در اطراف جو شناور هستند و 100 هزار عدد از آنها به قدری کوچک هستند که امکان پیگیری و دنبال کردن آنها را نداریم. این عدد همواره رو به افزایش است. اما مشکل اصلی چیست؟
چرا زباله فضایی یک مشکل جدی محسوب می‌شود؟
زباله‌های فضایی مشکلات مختلفی را برای زمین ایجاد می‌کنند. مهم ترین مسئله احتمال ایجاد یک واکنش زنجیره‌ای است که به آن سندروم کسلر هم گفته می‌شود. از آنجایی که زباله‌های شناور در مدار پایینی زمین (یعنی بخش نزدیک تر به زمین) سرعتی در حد 11 هزار کیلومتر بر ساعت دارند، این باعث می‌شود که حتی اشیای کوچک هم در این بخش بسیار خطرناک باشند.
اگر در مدار پایینی زمین یک شی کوچک که مثلاً ابعادی در حد کف دست انسان دارد، با یک ماهواره برخورد کند، ماهواره مورد نظر نابود می‌شود. این اتفاق چندین بار در سال رخ می‌دهد و باعث نگرانی مهندسان و دانشمندان شده است. ساخت هر ماهواره میلیون‌ها دلار و پرتاب آن به مدار زمین هم ده‌ها میلیون دلار هزینه دارد. ماهواره‌هایی که باید به مدارهای بالاتر برسند، گران تر هستند در نتیجه وقتی چنین شی کوچکی یک ماهواره را از بین می‌برد، باعث اتلاف زمان و پول زیادی می‌شود.
اگر با اضافه شدن زباله‌های فضایی این مسئله روزبروز شدیدتر شود، یک زنجیره واکنشی برگشت ناپذیر ایجاد می‌شود. در این زنجیره اشیاء قطعات کوچکتر را معدوم می‌کنند و بعد دوباره به اشیای دیگر برخورد کرده و باعث حرکت آنها و نابود شدن اشیای دیگر می‌شوند.
این پدیده می‌تواند باعث شکل گیری میلیاردها قطعه کوچک در اطراف جو زمین شود و یک فضای غیرقابل نفوذ در جو زمین تشکیل دهد در نتیجه انسان‌ها امکان عبور از آن را نخواهند داشت. گرچه ممکن است باز هم مسیری برای عبور از بین این قطعات وجود داشته باشد اما همانطور که اشاره شد این قطعات با سرعتی در حد 11 هزار کیلومتر بر ساعت حرکت می‌کنند در نتیجه اجرای مأموریت در چنین فضایی بسیار چالش برانگیز و خطرناک است.
در چنین شرایطی انسان‌ها در زندانی که خودشان ساخته اند اسیر می‌شوند و تحقق رویاهایی مثل زندگی در مریخ غیرممکن می‌شود. اما باز هم نباید ناامید شد چون روش‌هایی برای پیشگیری از وقوع این فاجعه وجود دارد.
آیا می‌توان زباله‌های فضایی را حذف کرد؟
با توجه به اینکه در حال حاضر حجم بی شماری زباله فضایی در مدار زمین وجود دارد، حذف آنها به زمانی بسیار طولانی نیاز دارد. برای پیشگیری از واکنش زنجیره‌ای نیازی به حذف همه این زباله‌ها نداریم اما حجم زیادی از آن باید حذف شود.
برای حذف زباله‌های فضایی از اطراف جو زمین راه‌های زیادی وجود دارد که بعضی از آنها نسبت به بقیه علمی تخیلی تر هستند. اولین راه، خروج این زباله‌ها از مدار زمین است. می‌توان از نیروی پیشرانه رو به عقب برای بیرون راندن بقایای اجسام از مدار زمین استفاده کرد که این کار با استفاده از پرتابگرهای موشکی کوچک قابل انجام است.
روش دوم حذف زباله‌های فضایی، با استفاده از اشیایی موسوم به رفتگرهای فضایی انجام می‌شود که به شکل یکسری توپ بزرگ یا فویل‌هایی هستند که با سایر اجسام کوچکتر برخورد می‌کنند. سپس می‌توان از لیزری که روی زمین قرار گرفته برای هل دادن این اشیاء به خارج از مدار استفاده کرد. اما این روش بدون ایراد نیست.
استفاده از رفتگرهای فضایی و لیزرهای روی زمین برای سایر اجسامی که در جو زمین کار می‌کنند مثل ماهواره‌های جی‌پی‌اس مشکل ایجاد می‌کند. همچنین دانشمندان و مهندسان هنوز فناوری مورد نیاز برای تولید و استفاده از این لیزرها را ندارند در نتیجه این راهکار هنوز در محدوده علمی – تخیلی قرار دارد.
آژانس اکتشافات هوافضای ژاپن روش دیگری هم برای حذف زباله‌های فضایی پیشنهاد کرده که شامل استفاده از یک تتر الکترودینامیک به صورت یک سیم بسیار طولانی است که می‌توان آن را از طریق یک ماهواره تتر دار نصب کرد. سپس این تترها از یک جریان الکتریکی برای کاهش سرعت زباله‌های فضایی استفاده می‌کنند. این کار باعث می‌شود که این زباله‌ها سرعت لازم برای باقی ماندن در مدار را نداشته باشند و به سمت زمین سقوط کرده و در جو سوزانده شوند.
با اینکه این روش‌ها امیدبخش به نظر می‌رسند اما هنوز فرایند حذف زباله‌های فضایی آنطور که باید به پیشرفت نرسیده است. یکی از مشکلات کلیدی که دانشمندان و مهندسان با آن روبرو شده اند، روش‌های مختلف مورد نیاز برای حذف اشیایی با اندازه‌های متفاوت است. حذف جسمی به اندازه یک سیب نیازمند فرایندی کاملاً متفاوت با حذف یک ماهواره دور افتاده است. در نتیجه برای حذف زباله‌های مختلف نیاز به روش‌های مختلف داریم.
همچنین راه اندازی طرحی برای پاکسازی کامل جو زمین هزینه‌های زیادی دارد. همانطور که اشاره شد طراحی و پرتاب وسایل مختلف به فضا صدها میلیون دلار هزینه در پی دارد و راه اندازی ماشین آلات حذف این زباله‌ها هم هزینه زیادی دارد. مهم تر اینکه نگرانی‌هایی وجود دارد مبنی بر اینکه این ماشین آلات حذف زباله می‌توانند مثل سلاح‌های ضد ماهواره عمل کنند که می‌تواند یک مشکل سیاسی و تکنولوژیکی مهم برای زمین باشد.
در مجموع طراحی و پیاده سازی طرحی برای پاکسازی جو زمین با توجه به هزینه‌ها و خطرات این کار ساده نیست اما دولت‌های سراسر جهان به دنبال طرح‌ها و راهکارهایی برای حل این مشکل هستند.
جمع بندی مطلب
با توجه به عظمت خارق العاده فضای اطراف ما طبیعی است که انسان‌ها این فضا را مثل یک زمین زباله در نظر بگیرند اما همین حالا هم استفاده از مدار زمین به عنوان یک محل دفن زباله مشکلات مختلفی ایجاد کرده است.
ممکن است این مطلب شما را به یاد رفتار انسان‌ها با زمین بیندازد که کاملاً درست است. امیدواریم که انسان‌ها فضای اطراف زمین را یک سرمایه مهم و ارزشمند بدانند نه فضایی برای دفن زباله‌ها.
