ورقان
04-15-2023, 01:09 AM
بسم الله الرحمن الرحيم
https://www8.0zz0.com/2023/04/14/22/847544191.jpg (https://www.0zz0.com)
صورة توضح كثافة الأجسام الفضائية الإصطناعية حول الأرض
المخلفات الفضائية إنگليزية: Space debris أو space junk عبارة عن مجموعة من النفايات الناتجة من مخترعات الأنسان ومن بقايا الأقمار الصناعية السابحة في مدارات حول كواكب النظام الشمسي، ومنها ما زالت مخلفاته في مدار الأرض تسبح حولها. وتشمل هذه المخلفات على كل شيء لم يعد له حاجة بالفضاء كساتل عاط أو أجزاء من الصواريخ الفضائية. وقد تكون هذه المخلفات صغيرة الحجم كقشرة من الدهانات التي تطلى بها المركبات الفضائية.
أخذت المخلفات الفضائية تلقى اهتمام واسع من المؤسسات التي تعنى بالفضاء - كالإدارة الوطنية للملاحة الفضائية والفضاء (ناسا) مثلاً - لقدرة هذه الفضلات بالتسبب بأضرار فادحة في هيكل المركبات الفضائية والسواتل. فمعظم هذه الفضلات تسير بسرعة 8 كم/ث (ما يقارب 28,800 كم/ساعة). و بهذه السرعة يمكن لهذه الفضلات - مهما صغر حجمها - أن تخترق هيكل المركبات الفضائية وأن تشكل خطر على حياة رواد الفضاء.
فجسم من المخلفات بحجم كرة التنس يسير بهذه السرعة يحمل قدرة تفجيرية توازي 25 عصاة من الديناميت. كما يقدر أن لجسم بحجم حبة البازلاء يسير بهذه السرعة له قوة اصطدام تعادل جسم وزنه 181 كيلوجرام (400 رطل) يسير بسرعة 100 كم/ساعة (60 ميل/ساعة).
و يقدر أن هناك ما يقارب 5،5 مليون كيلوجرام من المخلفات الأنسانية بمدار الأرض، منها حوالى مليون جسم أكبر من مليمتر واحد 300000 جسم أكبر من سنتيمتر واحد، و 13000 جسم أكبر من كرة التنس.
و تتوقع ناسا أن تزداد أعداد الأجسام الفضائية في مدار الأرض المنخفض بواقع 75٪ خلال 200 سنة القادمة في حال عدم اتباع إجراءات التقليل من المخلفات الفضائية.
https://www8.0zz0.com/2023/04/14/22/465619073.png (https://www.0zz0.com)
رسم بياني يوضح كثافة الأجسام الفضائية الإصطناعية مقارنة ببعد مدارها عن الأرض. ويلاحظ أن معظم الأجسام تقع على بعد 800-1500 كم من الأرض وهذا المدار يعتبر الأهم لسواتل والمحطات الفضائية
تاريخ المخلفات الفضائية
منذ عام 1957 - حين بدأ عصر الفضاء - تم إطلاق 4600 مركبة فضائية لوضع 6000 قمر صناعي في المدار المخصص له.
و لعل أقدم هذه الأقمار هو القمر ڤانگارد 1 إنگليزية: Vanguard I و الذي أطلق عام 1958. يعتبر هذا القمر الصناعي أقدم المخلفات الفضائية حيث لازال القمر في مداره حول الأرض.
وتشكل هذه الأقمار - كما ذكر سابقاً - نسبة بسيطة مقارنة بالمخلفات الأخرى كقشر الدهانات وخزانات الوقود. و تعتبر التصادمات بين الأقمار الفضائية مصدر أخر للمخلفات. ففي تقرير لوكالة ناسا الفضائية عام 1991، حذر دونالد كسلر إنگليزية: Donald Kessler من خطر التصادم المتسلسل للأقمار الصناعية، حيث المخلفات - الناتجة عن تصادم جسمين فضائيين من المخلفات والأقمار الصناعية - ستؤدي إلى تصادم أعداد أكبر من الأجسام الفضائية.
و لعل ما حذر به كسلر حصل في 10 من فبراير عام 2009 حيث اصطدم قمرين صناعيين إحداهما أمريكي (تديره شركة إيريديوم) والآخر روسي (لأغراض تجسسية). ونتج عن هذا التصادم ما بين 500-600 جسم لا يتعدى حجم بعضها 10 سنتيمتر.و بعد هذه الحادثة قامت ناسا بقياس إحتمالات حدوث حادث خطير لإطلاق المكوك الفضائي فوجدت أن هناك إحتمال حدوث حادث خطير لكل 318 عملية إطلاق مكوكية.
و يعتقد أن بعض هذه المخلفات الناتجة عن الاصطدام قد تبقى في مدار الأرض لمدة 10000 عام.
لعل أحد أهم الحوادث التي أدت إلى تكون العديد من المخلفات ما حصل في 11 يناير 2007 عندما اختبرت جمهورية الصين الشعبية صواريخ مضادة للأقمار الصناعية. تم اطلاق صاروخ يعمل بالوقود الصلب من قاعدة زيجانق إنگليزية: Xichang ليصيب أحد الأقمار الصناعية الصينية. وكان القمر المصاب يدور في مدار قطبي و هو متخصص في الأرصاد الجوية.
و الجدير بالذكر أن الصاروخ المضاد للأقمار الصناعية لم يكن مجهز برأس متفجر بل قام بتدمير القمر عن طريق الأصطدام فقط. ومع هذا فقد نتج عن الإنفجار ما بين 2300 - 2500 جسم (أصغرها بحجم كرة التنس). مما يجعل هذا الأصطدام الحدث الأكبر في تكوين المخلفات الفضائية. و يختلف هذا الحدث عن الأختبارات التي قامت بها كل من الولايات المتحدة الأمريكية والإتحاد السوفيتي إبان الحرب الباردة حيث تم تجربة أكثر من 20 صاروخ مضاد للأقمار الصناعية. و يكمن الأختلاف أن معضم التجارب التي تم بين العامين 1968 و 1986 كانت لأقمار في مدار منخفض و المخلفات التي نتجت عن الإنفجار سرعان ما احترقت في الغلاف الجوي للأرض. بينما التجربة الصينية تمت على ارتفاع 550 كم عن سطح الأرض و المخلفات التي نتجت عنها انتشرت بين 200 كم و 3850 كم مما قد يؤثر على غالبية الأقمار الموجودة في مدار الأرض المنخفض.
و في يونيو من عام 2007، أدى هذا الكم من المخلفات إلى تغيير مسار الساتل المركبة الفضائية تـِرّا المتخصصة في دراسة المناخ إنگليزية: Terra environmental spacecraft لتجنب الأصطدام المحتمل بالمخلفات الناتجة عن التجربة الصينية، لتكون المرة الأولى التي تضطر فيها ناسا لتغيير مسار مركبة أو ساتل.
وقد يعتبر هذا الحدث هو الأكبر في تكوين المخلفات الفضائية ولكن الولايات المتحدة الأمريكية والإتحاد السوفيتي السابق هما المسببان الأكبر للمخلفات الفضائية على مدى أكثر من 50 عام منذ التجربة الفضائية الأولى.
و مع إزدياد أعداد المخلفات الفضائية باتت تهدد سلامة المركبات و الأقمار الفضائية و خاصة محطة الفضاء الدولية. ففي 12 من مارس 2009 تم إخلاء المحطة الدولية إثر إقتراب جسم فضائي بصورة خطرة من المحطة. و يقدر طول الجسم بثلث بوصة. و لكن -للأسباب المذكورة سابقاً- لهذا الجسم قدرة تخريبية كبيرة من الممكن أن تهدد مستقبل المحطة الدولية التي تقدر قيمتها ب 100 بليون دولار.
ونتيجة لتأخر إبلاغ رواد المحطة بالجسم لم يكن بمقدورهم المناورة حول الجسم مما إضطرهم إلى إخلاء المحطة و لجوئهم إلى كبسولة الإنقاذ سويوز إنگليزية: Soyuz escape ship لحمايتهم من إنخفاض الضغط الحاد في حالة وقوع الإصطدام.
https://www8.0zz0.com/2023/04/14/22/767414113.jpg (https://www.0zz0.com)
صورة توضح إحتمالية إصابة محطة الفضاء الدولية بالمخلفات الفضائية. اللون الأحمر يعبر عن إحتمالية إصابة عالية بينما اللون الأزرق يعبر عن إحتمالية منخفظة
رصد المخلفات الفضائية
ذكر في تقرير للجنة استخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية التابعة للأمم المتحدة في عام 1999 الطرق المتبعة لرصد المخلفات الفضائية و هي كالتالي:
الرصد بواسطة أجهزة أرضية:
بواسطة الرادار: تنتشر الرادارات التي لها القدرة على رؤية الأجسام الفضائية في عدد من الدول، منها ألمانيا (تملك رادارين)، اليابان (ثلاث رادارات)، روسيا و اوكرانيا (رادار واحد)، الولايات المتحدة الأمريكية (خمس رادارات). وأدق هذه الرادارات هو الرادار گولدستون إنگليزية: Goldstone التابع لناسا حيث له القدرة على رؤية جسم قطره 2 مم على ارتفاع 500 كم.
بواسطة أدوات بصرية: يمكن رؤية الأجسام الفضائية عندما تعكس أشعة الشمس أثناء الليل باستخدام التليسكوب (المقراب).
الرصد بواسطة مركبات فضائية.و تكون عن طريق:
فحص بدن المركبات العائدة إلى الأرض و تقدير عدد المخلفات تباعاً. ويتم تقدير عدد الأجسام على أساس المدة التي قضتها المركبة في الفضاء ومساحة السطح المعرض للإصطدام بالمخلفات الفضائية.
وأحد هذه المركبات هي المركبة المعرضة لمدة طويلة إنگليزية: Long duration exposed facility وقد أطلقت هذه المركبة عن طريق مكوك الفضاء شالنجر لقياس عدد المخلفات الفضائية. وتقدر مساحة المركبة 151 متر مربع. و أتمت المركبة 32422 دورة حول مدار الأرض خلال 5 سنوات و 7 أشهر (من أبريل 1986 - يناير 1990).
وحالياً تدور حول مدار الأرض مركبة مماثلة وهي المركبة الفضائية المدارية إنگليزية: Space shuttle orbiter منذ عام 1992. وتقدر مساحة سطحها ب 100 متر مربع.
إرسال أقمار صناعية خصيصاً لرصد الأجسام الفضائية. ويتم رصد الأجسام الفضائية عن طريق الأشعة دون الحمراء.
https://www8.0zz0.com/2023/04/14/22/742378268.jpg (https://www.0zz0.com)
أحد المخلفات الفضائية التي وقعت في المملكة العربية السعودية في تاريخ 2001/1/21
أشهر المخلفات الفضائية
في 18 نوفمبر 2008 سقط من رائد الفضاء هيرماري ستيفانيشين-بيبر إنگليزية: Heidemarie Stefanyshyn-Piper علبة للأدوات خلال صيانية الذراع الروبوتية لمحطة الفضاء الدولية. وتقدر قيمة الأدوات ب100000£ يضاف إليها 10000£ قيمة شحن الكيلوجرام الواحد إلى المحطة الدولية (قد يكون وزن العدة أكثر من أول أقل من كيلوجرام).
في عام 1966 أضاع الرائد مايكل كولنز إنگليزية: Michael Collins آلة تصوير قيمة، كان يستخدمها الرائد لتصوير الأرض من الفضاء. وكون الكاميرا سويدية الصنع، ابتهج السويديون في تلك الفترة واعتبروا الكاميرا أول قمر صناعي سويدي. ويعتقد أن الكاميرا لا تزال في مدارها حول الأرض.
في فبراير 2006 تم القاء بذلة فضاء مزودة بجهاز أرسال على موجات الراديو كي يتم دراسة قدرة تجهيز البدلات الفضائية لتكون سواتل. وسميت البذلة بSuitSat-1. وقد احترقت البذلة في سبتمبر 2006 نتيجة احتكاكها بالمجال الجوي للأرض. ويتم الآن تجهيز النسخة الثانية والمطورة من البذلة (SuitSat-2).
لعل أغرب جسم فضائي هو ما نتج عن تجربة القنبلة النووية في عام 1957 في لوس ألاموس، نيومكسيكو. حيث أدى الإنفجار إلى طيران غطاء قناة التفجير بسرعة تجعلة يخرج من المجال الجوي. و يعتقد أن هذا الغطاء هو أول جسم فضائي من صنع الأنسان كون هذه التجربة حدثت قبل إطلاق القمر سبوتنك-1 السوفيتي.
أحداث متعلقة بدخول المخلفات الفضائية للمجال الجوي
خلال الأربعين سنة الماضية يدخل جسم واحد من المخلفات الفضائية المجال الجوي للأرض يومياً.ومعظم هذه الأجسام صغيرة ولا تسبب ضرر. ولكن بعضها قد ينجو من الإحتكاك بالهواء الجوي ويصل إلى سطح الأرض. لعل ما يلي أشهر الأحداث المتعلقة بدخول المخلفات الفضائية للمجال الجوي وبلوغها لسطح الأرض:
أسوأ الحوادث المتعلقة بدخول المخلفات الفضائية للمجال الجوي كان عام يوليو 1979 عندما دخلت المحطة الأمريكية سكاي لاب إنگليزية: Skylab المجال الجوي للأرض قبل الموعد الحدد لها. وقد سقطت أجزاء المحطة التي تزن 78 طن على أجزاء متفرقة من أستراليا.
في 22 مارس 2007 سقط جزء من حطام قمر صناعي روسي كان يستخدم لأغراض تجسسية قرب طائرة الإيرباص إيه 340 التابعة للان تشيلي (LAN Airlines) في رحلتها من سانتياگو تشيلي إلى أوكلاند، نيوزيلندا وعلى متنها 270 راكب خلال طيرانها عبر المحيط الهادي.
إلى الآن سجلت إصابة واحدة بسبب المخلفات الفضائية حيث أصيبت لوتي وليامس إنگليزية: Lottie Williams عام 1997 في كتفها بجسم قياسه 10 X 13 سنتيمتر. وقد تم تأكيد الجسم وحدد مصدره بأنه أحد أجزاء خزان الوقود للمركبة دلتا- 2 والتي أطلقها القوات الجوية الأمريكية في عام 1996.
محاولات الحد من المخلفات
على الرغم من خطورة المخلفات الفضائية، لا يوجد اتفاق عالمي للتقليل من المخلفات الفضائية. وقد قدمت لجنة استخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية التابعة للأمم المتحدة مجموعة من التوصيات المتعلقة بالمخلفات الفضائية عام 2007. وتركز التوصيات على الجوانب التالية:
- الحد من الحطام المنبعث من العمليات العادية.
- تقليل حلات التشظي (تكون الشظايا) أثناء الأطوار التشغيلية للمركبات الفضائية.
- الحد من احتمال الاصطدام العرضي في المدار
- تفادي التدمير العمدي و سائر الأنشطة الضارة
- الحد من تواجد طويل الأمد للمركبات غير المستخدمة.
و تعتبر ناسا أول وكالة فضاء تقوم بإصدار تقرير يتظمن قواعد للحد من المخلفات الفضائية وكان ذلك في عام 1995. و بعدها بعامين قامت حكومة الولايات المتحدة الأمريكية أصدرت مذكرة بقواعد ممارسات التخفيف من المخلفات الفضائية إنگليزية: Orbital Debris Mitigation Standard Practices و أعتمدت المذكرة على تقرير ناسا.
و قد أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية برنامج لدراسة المخلفات الفضائية و وضع قواعد لتقليل و منع حدوث تصادمات للأقمار الصناعية و المركبات الفضائية في مدارات الأرض. و قد أطلق البرنامج في 10 من فبراير 2009 بتكلفة 50 مليون يورو.
و هناك حالياً عدد من الدراسات بخصوص المخلفات الفضائية الموجودة حالياً. فأحد هذه الدراسات تشير إلى إمكانية إرسال قمر صناعي تكون مهمته إدخال المخلفات الفضائية إلى المجال الجوي للأرض. و بهذه الطريقة يتم التخلص من الجسم الفضائي عن طريق إحتراقه من شدة الإحتكاك بالمجال الجوي. و تبنى نظرية القمر الصناعي على إبطاء من سرعة الجسم الفضائي باستخدام وسائل للربط الكهروديناميكي.
كما يتم دراسة طرق أخرى للتخلص من المخلفات الفضائية كاستعمال أشعة الليزر أو وضع مصدات تعمل على تغيير مسار الأجسام الفضائية غير المرغوب بها بحيث تدخل المجال الجوي للأرض.
وتقوم الآن ناسا بتصميم المركبة الفضائية أوريون بحيث تكون مزودة بدرع واقي. و يتم اختبار هذا الدرع في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا. حيث يتم قذف أجسام ذات أحجام مختلفة لتصطدم بالدرع بسرعة 7-8 كم/ثانية (25200 - 28800 كم/ساعة). و يتم تحليل المعطيات بواسطة الحاسوب كي يعطي صورة مقربة لما قد يحصل بالفضاء.
المخلفات الفضائية في الأفلام السينمائية
تم عرض المخلفات الفضائية في فيلم والي إنگليزية: WALL-E في مقطع خروج شخصيتي الفيلم الرئيسيتين من الأرض.
تُشكّل مشكلة المخلفات الفضائية جزءًا هامّا من فيلم المنغا-أنمي بلانتيز (بالإنكليزية واليابانية: プラネテス ،Planetes).
منقول
https://www8.0zz0.com/2023/04/14/22/847544191.jpg (https://www.0zz0.com)
صورة توضح كثافة الأجسام الفضائية الإصطناعية حول الأرض
المخلفات الفضائية إنگليزية: Space debris أو space junk عبارة عن مجموعة من النفايات الناتجة من مخترعات الأنسان ومن بقايا الأقمار الصناعية السابحة في مدارات حول كواكب النظام الشمسي، ومنها ما زالت مخلفاته في مدار الأرض تسبح حولها. وتشمل هذه المخلفات على كل شيء لم يعد له حاجة بالفضاء كساتل عاط أو أجزاء من الصواريخ الفضائية. وقد تكون هذه المخلفات صغيرة الحجم كقشرة من الدهانات التي تطلى بها المركبات الفضائية.
أخذت المخلفات الفضائية تلقى اهتمام واسع من المؤسسات التي تعنى بالفضاء - كالإدارة الوطنية للملاحة الفضائية والفضاء (ناسا) مثلاً - لقدرة هذه الفضلات بالتسبب بأضرار فادحة في هيكل المركبات الفضائية والسواتل. فمعظم هذه الفضلات تسير بسرعة 8 كم/ث (ما يقارب 28,800 كم/ساعة). و بهذه السرعة يمكن لهذه الفضلات - مهما صغر حجمها - أن تخترق هيكل المركبات الفضائية وأن تشكل خطر على حياة رواد الفضاء.
فجسم من المخلفات بحجم كرة التنس يسير بهذه السرعة يحمل قدرة تفجيرية توازي 25 عصاة من الديناميت. كما يقدر أن لجسم بحجم حبة البازلاء يسير بهذه السرعة له قوة اصطدام تعادل جسم وزنه 181 كيلوجرام (400 رطل) يسير بسرعة 100 كم/ساعة (60 ميل/ساعة).
و يقدر أن هناك ما يقارب 5،5 مليون كيلوجرام من المخلفات الأنسانية بمدار الأرض، منها حوالى مليون جسم أكبر من مليمتر واحد 300000 جسم أكبر من سنتيمتر واحد، و 13000 جسم أكبر من كرة التنس.
و تتوقع ناسا أن تزداد أعداد الأجسام الفضائية في مدار الأرض المنخفض بواقع 75٪ خلال 200 سنة القادمة في حال عدم اتباع إجراءات التقليل من المخلفات الفضائية.
https://www8.0zz0.com/2023/04/14/22/465619073.png (https://www.0zz0.com)
رسم بياني يوضح كثافة الأجسام الفضائية الإصطناعية مقارنة ببعد مدارها عن الأرض. ويلاحظ أن معظم الأجسام تقع على بعد 800-1500 كم من الأرض وهذا المدار يعتبر الأهم لسواتل والمحطات الفضائية
تاريخ المخلفات الفضائية
منذ عام 1957 - حين بدأ عصر الفضاء - تم إطلاق 4600 مركبة فضائية لوضع 6000 قمر صناعي في المدار المخصص له.
و لعل أقدم هذه الأقمار هو القمر ڤانگارد 1 إنگليزية: Vanguard I و الذي أطلق عام 1958. يعتبر هذا القمر الصناعي أقدم المخلفات الفضائية حيث لازال القمر في مداره حول الأرض.
وتشكل هذه الأقمار - كما ذكر سابقاً - نسبة بسيطة مقارنة بالمخلفات الأخرى كقشر الدهانات وخزانات الوقود. و تعتبر التصادمات بين الأقمار الفضائية مصدر أخر للمخلفات. ففي تقرير لوكالة ناسا الفضائية عام 1991، حذر دونالد كسلر إنگليزية: Donald Kessler من خطر التصادم المتسلسل للأقمار الصناعية، حيث المخلفات - الناتجة عن تصادم جسمين فضائيين من المخلفات والأقمار الصناعية - ستؤدي إلى تصادم أعداد أكبر من الأجسام الفضائية.
و لعل ما حذر به كسلر حصل في 10 من فبراير عام 2009 حيث اصطدم قمرين صناعيين إحداهما أمريكي (تديره شركة إيريديوم) والآخر روسي (لأغراض تجسسية). ونتج عن هذا التصادم ما بين 500-600 جسم لا يتعدى حجم بعضها 10 سنتيمتر.و بعد هذه الحادثة قامت ناسا بقياس إحتمالات حدوث حادث خطير لإطلاق المكوك الفضائي فوجدت أن هناك إحتمال حدوث حادث خطير لكل 318 عملية إطلاق مكوكية.
و يعتقد أن بعض هذه المخلفات الناتجة عن الاصطدام قد تبقى في مدار الأرض لمدة 10000 عام.
لعل أحد أهم الحوادث التي أدت إلى تكون العديد من المخلفات ما حصل في 11 يناير 2007 عندما اختبرت جمهورية الصين الشعبية صواريخ مضادة للأقمار الصناعية. تم اطلاق صاروخ يعمل بالوقود الصلب من قاعدة زيجانق إنگليزية: Xichang ليصيب أحد الأقمار الصناعية الصينية. وكان القمر المصاب يدور في مدار قطبي و هو متخصص في الأرصاد الجوية.
و الجدير بالذكر أن الصاروخ المضاد للأقمار الصناعية لم يكن مجهز برأس متفجر بل قام بتدمير القمر عن طريق الأصطدام فقط. ومع هذا فقد نتج عن الإنفجار ما بين 2300 - 2500 جسم (أصغرها بحجم كرة التنس). مما يجعل هذا الأصطدام الحدث الأكبر في تكوين المخلفات الفضائية. و يختلف هذا الحدث عن الأختبارات التي قامت بها كل من الولايات المتحدة الأمريكية والإتحاد السوفيتي إبان الحرب الباردة حيث تم تجربة أكثر من 20 صاروخ مضاد للأقمار الصناعية. و يكمن الأختلاف أن معضم التجارب التي تم بين العامين 1968 و 1986 كانت لأقمار في مدار منخفض و المخلفات التي نتجت عن الإنفجار سرعان ما احترقت في الغلاف الجوي للأرض. بينما التجربة الصينية تمت على ارتفاع 550 كم عن سطح الأرض و المخلفات التي نتجت عنها انتشرت بين 200 كم و 3850 كم مما قد يؤثر على غالبية الأقمار الموجودة في مدار الأرض المنخفض.
و في يونيو من عام 2007، أدى هذا الكم من المخلفات إلى تغيير مسار الساتل المركبة الفضائية تـِرّا المتخصصة في دراسة المناخ إنگليزية: Terra environmental spacecraft لتجنب الأصطدام المحتمل بالمخلفات الناتجة عن التجربة الصينية، لتكون المرة الأولى التي تضطر فيها ناسا لتغيير مسار مركبة أو ساتل.
وقد يعتبر هذا الحدث هو الأكبر في تكوين المخلفات الفضائية ولكن الولايات المتحدة الأمريكية والإتحاد السوفيتي السابق هما المسببان الأكبر للمخلفات الفضائية على مدى أكثر من 50 عام منذ التجربة الفضائية الأولى.
و مع إزدياد أعداد المخلفات الفضائية باتت تهدد سلامة المركبات و الأقمار الفضائية و خاصة محطة الفضاء الدولية. ففي 12 من مارس 2009 تم إخلاء المحطة الدولية إثر إقتراب جسم فضائي بصورة خطرة من المحطة. و يقدر طول الجسم بثلث بوصة. و لكن -للأسباب المذكورة سابقاً- لهذا الجسم قدرة تخريبية كبيرة من الممكن أن تهدد مستقبل المحطة الدولية التي تقدر قيمتها ب 100 بليون دولار.
ونتيجة لتأخر إبلاغ رواد المحطة بالجسم لم يكن بمقدورهم المناورة حول الجسم مما إضطرهم إلى إخلاء المحطة و لجوئهم إلى كبسولة الإنقاذ سويوز إنگليزية: Soyuz escape ship لحمايتهم من إنخفاض الضغط الحاد في حالة وقوع الإصطدام.
https://www8.0zz0.com/2023/04/14/22/767414113.jpg (https://www.0zz0.com)
صورة توضح إحتمالية إصابة محطة الفضاء الدولية بالمخلفات الفضائية. اللون الأحمر يعبر عن إحتمالية إصابة عالية بينما اللون الأزرق يعبر عن إحتمالية منخفظة
رصد المخلفات الفضائية
ذكر في تقرير للجنة استخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية التابعة للأمم المتحدة في عام 1999 الطرق المتبعة لرصد المخلفات الفضائية و هي كالتالي:
الرصد بواسطة أجهزة أرضية:
بواسطة الرادار: تنتشر الرادارات التي لها القدرة على رؤية الأجسام الفضائية في عدد من الدول، منها ألمانيا (تملك رادارين)، اليابان (ثلاث رادارات)، روسيا و اوكرانيا (رادار واحد)، الولايات المتحدة الأمريكية (خمس رادارات). وأدق هذه الرادارات هو الرادار گولدستون إنگليزية: Goldstone التابع لناسا حيث له القدرة على رؤية جسم قطره 2 مم على ارتفاع 500 كم.
بواسطة أدوات بصرية: يمكن رؤية الأجسام الفضائية عندما تعكس أشعة الشمس أثناء الليل باستخدام التليسكوب (المقراب).
الرصد بواسطة مركبات فضائية.و تكون عن طريق:
فحص بدن المركبات العائدة إلى الأرض و تقدير عدد المخلفات تباعاً. ويتم تقدير عدد الأجسام على أساس المدة التي قضتها المركبة في الفضاء ومساحة السطح المعرض للإصطدام بالمخلفات الفضائية.
وأحد هذه المركبات هي المركبة المعرضة لمدة طويلة إنگليزية: Long duration exposed facility وقد أطلقت هذه المركبة عن طريق مكوك الفضاء شالنجر لقياس عدد المخلفات الفضائية. وتقدر مساحة المركبة 151 متر مربع. و أتمت المركبة 32422 دورة حول مدار الأرض خلال 5 سنوات و 7 أشهر (من أبريل 1986 - يناير 1990).
وحالياً تدور حول مدار الأرض مركبة مماثلة وهي المركبة الفضائية المدارية إنگليزية: Space shuttle orbiter منذ عام 1992. وتقدر مساحة سطحها ب 100 متر مربع.
إرسال أقمار صناعية خصيصاً لرصد الأجسام الفضائية. ويتم رصد الأجسام الفضائية عن طريق الأشعة دون الحمراء.
https://www8.0zz0.com/2023/04/14/22/742378268.jpg (https://www.0zz0.com)
أحد المخلفات الفضائية التي وقعت في المملكة العربية السعودية في تاريخ 2001/1/21
أشهر المخلفات الفضائية
في 18 نوفمبر 2008 سقط من رائد الفضاء هيرماري ستيفانيشين-بيبر إنگليزية: Heidemarie Stefanyshyn-Piper علبة للأدوات خلال صيانية الذراع الروبوتية لمحطة الفضاء الدولية. وتقدر قيمة الأدوات ب100000£ يضاف إليها 10000£ قيمة شحن الكيلوجرام الواحد إلى المحطة الدولية (قد يكون وزن العدة أكثر من أول أقل من كيلوجرام).
في عام 1966 أضاع الرائد مايكل كولنز إنگليزية: Michael Collins آلة تصوير قيمة، كان يستخدمها الرائد لتصوير الأرض من الفضاء. وكون الكاميرا سويدية الصنع، ابتهج السويديون في تلك الفترة واعتبروا الكاميرا أول قمر صناعي سويدي. ويعتقد أن الكاميرا لا تزال في مدارها حول الأرض.
في فبراير 2006 تم القاء بذلة فضاء مزودة بجهاز أرسال على موجات الراديو كي يتم دراسة قدرة تجهيز البدلات الفضائية لتكون سواتل. وسميت البذلة بSuitSat-1. وقد احترقت البذلة في سبتمبر 2006 نتيجة احتكاكها بالمجال الجوي للأرض. ويتم الآن تجهيز النسخة الثانية والمطورة من البذلة (SuitSat-2).
لعل أغرب جسم فضائي هو ما نتج عن تجربة القنبلة النووية في عام 1957 في لوس ألاموس، نيومكسيكو. حيث أدى الإنفجار إلى طيران غطاء قناة التفجير بسرعة تجعلة يخرج من المجال الجوي. و يعتقد أن هذا الغطاء هو أول جسم فضائي من صنع الأنسان كون هذه التجربة حدثت قبل إطلاق القمر سبوتنك-1 السوفيتي.
أحداث متعلقة بدخول المخلفات الفضائية للمجال الجوي
خلال الأربعين سنة الماضية يدخل جسم واحد من المخلفات الفضائية المجال الجوي للأرض يومياً.ومعظم هذه الأجسام صغيرة ولا تسبب ضرر. ولكن بعضها قد ينجو من الإحتكاك بالهواء الجوي ويصل إلى سطح الأرض. لعل ما يلي أشهر الأحداث المتعلقة بدخول المخلفات الفضائية للمجال الجوي وبلوغها لسطح الأرض:
أسوأ الحوادث المتعلقة بدخول المخلفات الفضائية للمجال الجوي كان عام يوليو 1979 عندما دخلت المحطة الأمريكية سكاي لاب إنگليزية: Skylab المجال الجوي للأرض قبل الموعد الحدد لها. وقد سقطت أجزاء المحطة التي تزن 78 طن على أجزاء متفرقة من أستراليا.
في 22 مارس 2007 سقط جزء من حطام قمر صناعي روسي كان يستخدم لأغراض تجسسية قرب طائرة الإيرباص إيه 340 التابعة للان تشيلي (LAN Airlines) في رحلتها من سانتياگو تشيلي إلى أوكلاند، نيوزيلندا وعلى متنها 270 راكب خلال طيرانها عبر المحيط الهادي.
إلى الآن سجلت إصابة واحدة بسبب المخلفات الفضائية حيث أصيبت لوتي وليامس إنگليزية: Lottie Williams عام 1997 في كتفها بجسم قياسه 10 X 13 سنتيمتر. وقد تم تأكيد الجسم وحدد مصدره بأنه أحد أجزاء خزان الوقود للمركبة دلتا- 2 والتي أطلقها القوات الجوية الأمريكية في عام 1996.
محاولات الحد من المخلفات
على الرغم من خطورة المخلفات الفضائية، لا يوجد اتفاق عالمي للتقليل من المخلفات الفضائية. وقد قدمت لجنة استخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية التابعة للأمم المتحدة مجموعة من التوصيات المتعلقة بالمخلفات الفضائية عام 2007. وتركز التوصيات على الجوانب التالية:
- الحد من الحطام المنبعث من العمليات العادية.
- تقليل حلات التشظي (تكون الشظايا) أثناء الأطوار التشغيلية للمركبات الفضائية.
- الحد من احتمال الاصطدام العرضي في المدار
- تفادي التدمير العمدي و سائر الأنشطة الضارة
- الحد من تواجد طويل الأمد للمركبات غير المستخدمة.
و تعتبر ناسا أول وكالة فضاء تقوم بإصدار تقرير يتظمن قواعد للحد من المخلفات الفضائية وكان ذلك في عام 1995. و بعدها بعامين قامت حكومة الولايات المتحدة الأمريكية أصدرت مذكرة بقواعد ممارسات التخفيف من المخلفات الفضائية إنگليزية: Orbital Debris Mitigation Standard Practices و أعتمدت المذكرة على تقرير ناسا.
و قد أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية برنامج لدراسة المخلفات الفضائية و وضع قواعد لتقليل و منع حدوث تصادمات للأقمار الصناعية و المركبات الفضائية في مدارات الأرض. و قد أطلق البرنامج في 10 من فبراير 2009 بتكلفة 50 مليون يورو.
و هناك حالياً عدد من الدراسات بخصوص المخلفات الفضائية الموجودة حالياً. فأحد هذه الدراسات تشير إلى إمكانية إرسال قمر صناعي تكون مهمته إدخال المخلفات الفضائية إلى المجال الجوي للأرض. و بهذه الطريقة يتم التخلص من الجسم الفضائي عن طريق إحتراقه من شدة الإحتكاك بالمجال الجوي. و تبنى نظرية القمر الصناعي على إبطاء من سرعة الجسم الفضائي باستخدام وسائل للربط الكهروديناميكي.
كما يتم دراسة طرق أخرى للتخلص من المخلفات الفضائية كاستعمال أشعة الليزر أو وضع مصدات تعمل على تغيير مسار الأجسام الفضائية غير المرغوب بها بحيث تدخل المجال الجوي للأرض.
وتقوم الآن ناسا بتصميم المركبة الفضائية أوريون بحيث تكون مزودة بدرع واقي. و يتم اختبار هذا الدرع في مركز جونسون للفضاء التابع لناسا. حيث يتم قذف أجسام ذات أحجام مختلفة لتصطدم بالدرع بسرعة 7-8 كم/ثانية (25200 - 28800 كم/ساعة). و يتم تحليل المعطيات بواسطة الحاسوب كي يعطي صورة مقربة لما قد يحصل بالفضاء.
المخلفات الفضائية في الأفلام السينمائية
تم عرض المخلفات الفضائية في فيلم والي إنگليزية: WALL-E في مقطع خروج شخصيتي الفيلم الرئيسيتين من الأرض.
تُشكّل مشكلة المخلفات الفضائية جزءًا هامّا من فيلم المنغا-أنمي بلانتيز (بالإنكليزية واليابانية: プラネテス ،Planetes).
منقول