همه چیزهای كه باید در مورد زباله های فضایی بدانید؛

ركورد ارسال همزمان ماهواره به فضا چگونه شكسته شد؟

هفته گذشته شرکت فضایی ˮاسپیس ایکسˮ(SpaceX) با ارسال همزمان 143 ماهواره به مدار زمین به وسیله ی موشک فالکون(Falcon) رکورد جدیدی ثبت نمود. اما جزئیات این ماموریت چه بود و چطور یک موشک میتواند این تعداد از ماهواره را به فضا ببرد؟

به گزارش رمز من 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 موجب 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 موسوم 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 بیش از ۲۰۰ عدد می رساند.
سوپر داوها به اندازه ی یک جعبه کفش هستند. در صورتیکه 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 نیز کوچک تر بودند.

ماهواره اسپیس بیز
شرکت فناوری اسوارم(Swarm) نیز 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 دستگاه های 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 بطور چشم گیری کم کرد و به زیر ۱۰۰ کیلوگرم رساند همین طور هزینه های پرتاب آنها به چندین میلیون دلار تقلیل پیدا کرد.

ماهواره ی رادار
ماهواره های شرکت های آیسای(Iceye ) از فنلاند، کاپلا(Capella) و آمبرا(Umbra) از ایالات متحده و "IOPS" از ژاپن نیز از دیگر مسافران این موشک بودند. این شرکت های 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 ماموریت 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: شرکت های 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 مساله به سرعت در حال تغییر است و الان این تجارت ها با ماموریت های حساس خود اگر منتظر دیگران بمانند و یا به مدارهای نامناسب بروند ممکنست بازده و منافع شان را از دست بدهند.
با سرعت گرفتن ارسال ماهواره ها به مدار موضوع 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 بطور ناگهانی گرفتار تغییرات غیر منتظره ای می شوند که احیانا نتیجه برخورد قسمتی از ماهواره های ماموریت 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 تعدادی 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 بیش از سه هزار ماهواره در مدار قرار دارد تعداد ماهواره های پرتاب شده سال قبل بیش 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 حقیقت همه شرکت هایی که در پرتاب اخیر حاضر بودند، از این مساله 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.

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. تعدادی از این زباله ها روی ماه فرود آمده اند.
چقدر زباله ی فضایی در فضا وجود دارد؟
در حالی بیش از سه هزار ماهواره فعال در مدار وجود دارد بیش از ۳ هزار ماهواره ی از کار افتاده نیز در مدار است. همین طور بیش از ۳۴ هزار قطعه زباله با اندازه ی بیش 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. تعدادی 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. تعدادی 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. موضوع نادر دیگر آنست 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 لطمه نبینند و از بین نروند. بطور 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 شرکتها 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 شرکت های مختلف از سراسر جهان چاره هایی جدید ارائه دادند. این چاره ها شامل پاکسازی بقایای این ماهواره ها با کشیدن آنها به سمت جو است جایی که در آن بطور 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. بااینکه این روش ها تنها برای قطعات بزرگ کاربرد دارد و نمی توان قطعات کوچک را جمع آوری کرد تنها باید منتظر بود تا بطور طبیعی به جو زمین برگردند.
سندرم کسلر چیست؟
این ایده توسط دانشمند ناسا دونالد کسلر(Donald Kessler) در سال ۱۹۷۸ بیان شد. وی گفت اگر میزان زیادی زباله ی فضایی در فضا باشد می تواند موجب ایجاد یک واکنش زنجیره ای از برخوردها شود و برخوردهای بیشتر قطعات بیشتری تولید می کنند تا جایی که مدار زمین غیرقابل استفاده گردد. بااینکه 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. شرکتها در حال برنامه ریزی برای ارسال گروهی از ماهواره ها برای رساندن اینترنت به سراسر جهان هستند. این شرکتها 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 مفهوم آنست که باید مانورهای بیشتری برای جلوگیری از برخوردها صورت گیرد.
در سپتامبر ۲۰۱۹، آژانس فضایی اروپا نخستین مانور ماهواره ای خودرا 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 مساله که ماهواره ها در مدت زمان معینی بعد از اتمام ماموریت شان پاکسازی می شوند می توان مشکل زباله های فضایی را حل کرد.
مدار زمین به ما این امکان را می دهد تا سیاره خودرا مورد مطالعه قرار دهیم، شبکه ی ارتباطی داشته باشم و موارد دیگر و مهمست که از آن به نحوی استفاده نمائیم که نسل های آینده نیز بتوانند از مزایای آن بهره مند شوند.

1399/11/14

11:56:46

0.0 / 5

1061

تگهای خبر: اپل , اینترنت , تولید , دانشمند

اگر مطلب را پسندیدید لایک کنید

(0)

تازه ترین مطالب مرتبط

نظرات بینندگان در مورد این مطلب

نظر شما در مورد این مطلب

نام:

ایمیل:

نظر:

سوال:

= ۸ بعلاوه ۴