يجري إعداد أول تجربة في العالم لصيد الحطام الفضائي بشباك سينية
هل حطام الفضاء بهذه الخطورة حقًا؟ من أين تبدأ تنظيف المدارات؟ ما هي المشاكل القانونية التي يجب حلها لهذا؟ ما هي المشاريع المعروضة؟ مراسل "آر جي" يتحدث عن هذا الأمر مع فلاديمير أغابوف ، كبير الباحثين في معهد الرياضيات التطبيقية. م. Keldysh ، وهي المنظمة الرئيسية لأكاديمية العلوم الروسية حول مشكلة الحطام الفضائي.
لذلك ، قررت القوى الفضائية الرائدة من الكلمات حول خطر تلوث الفضاء الخارجي ، أخيرًا الشروع في العمل. سيكون الرواد اليابانيون ، الذين سيختبرون في فبراير نظامًا لمثل هذا التنظيف. ولكن هل هي حقا ذات صلة؟ بعد كل شيء ، مرت السنوات ، هناك الكثير من الحديث عن خطر القمامة ، ولكن بشكل عام ، لم تقع حوادث خطيرة بسبب ذلك. ربما دعها تطير ، ولن تضطر إلى إنفاق الكثير من المال؟
فلاديمير أغابوف: دعونا نفهم أولاً ما الذي نتحدث عنه في الواقع. ما هو الحطام الفضائي؟ وفقًا للخبراء ، تدور حول الأرض أكثر من 650 ألف كائن مختلف يزيد حجمها عن سنتيمتر واحد. من بين هؤلاء ، يتم حاليًا تتبع فقط الكبيرة منها ، أكثر من 10 سم ، منها حوالي 22 ألفًا. مئات الآلاف المتبقية متخفية ، "السيد X". ولكن هناك حتى أصغر منها ، حوالي مليمتر ، ويقدر عددها بحوالي 3,5 مليون كائن.
الشيء الأكثر إزعاجًا هو أن هذا الأسطول ينمو باستمرار. ليس فقط بسبب إرسال المزيد والمزيد من الأجهزة إلى الفضاء ، والتي ، في النهاية ، تصبح أيضًا مهملات. المشكلة هي أن "القذارة" نفسها ليست سلبية. بعد كل شيء ، تتصادم الشظايا التي تطير بسرعة كبيرة مع بعضها البعض ، ويتم تدميرها ، مما يؤدي إلى ظهور مئات وآلاف من الأشياء الجديدة لسنوات عديدة. ليس من قبيل المصادفة أن يتم الإبلاغ عن محطة الفضاء الدولية وغيرها من المركبات الفضائية في كثير من الأحيان من مسار تصادم محتمل مع حطام فضائي.
لكن عندما يتحدثون عن تجنب الاصطدامات ، فإننا نتحدث فقط عن شظايا كبيرة إلى حد ما يتم تعقبها باستمرار بواسطة الرادارات والتلسكوبات الخاصة. ولكن يوجد عدد أكبر من الغريمات الصغيرة في المدار ، والتي لا يمكن لأحد تتبعها ، ولكنها أيضًا خطيرة للغاية. من المعروف أنه في النوافذ الأمامية لعدد من المركبات الفضائية ، بعد الهبوط ، تم اكتشاف تشققات صغيرة ذات أبعاد حرجة بحيث يمكن إزالة ضغط الجهاز تمامًا تقريبًا. من خلال فهم كل هذه المشاكل ، كثفت القوى الفضائية الآن بشكل حاد عملها لمكافحة الحطام الفضائي. هنا لا يمكنك إضاعة الوقت ، وجلب الوضع إلى حافة الهاوية ، عندما تكون المشكلة قد نضجت بشكل مفرط وسيكون الأوان قد فات.
لكن اليابانيين الآن مستعدون ليكونوا أول من يبدأ التنظيف ...
فلاديمير أغابوف: هذا ليس صحيحًا تمامًا. يتعلق الأمر فقط باختبار أحد الخيارات العديدة. لا شك أن الأمر مهم ، بل بالأحرى لفت الانتباه إلى المشكلة. في الواقع ، قبل أن تأخذ على محمل الجد مشاريع محددة ، تحتاج إلى إجراء جرد لجميع الحطام الفضائي. أين وماذا يطير ، ما مدى خطورة هذه الأشياء. في هذه اللحظة لدينا بعيد كل البعد عن الصورة الكاملة. في المدارات المنخفضة ، التي تصل إلى ثلاثة آلاف كيلومتر فوق سطح الأرض ، حوالي 80 بالمائة من القمامة "معلقة" حولها ، على ارتفاع ، وفي الأساس ثابت بالنسبة للأرض ، وهذا على بعد حوالي 36 ألف كيلومتر فوق الأرض ، والمدارات الإهليلجية المتوسطة - الباقي 20 في المئة.
يبدو أننا بحاجة ماسة إلى القيام بمدارات منخفضة ، حيث تجمع نصيب الأسد من القمامة. لكن من ناحية أخرى ، المدار الثابت بالنسبة للأرض لا يقل أهمية بالنسبة لنا - بعد كل شيء ، هناك حوالي 430 جهازًا تعمل عليه حاليًا ، كل منها يكلف عشرات أو حتى مئات الملايين من الدولارات. بفضلهم ، لدينا الإنترنت ، والفضائيات ومجموعة من المرافق الأخرى. وعلى عكس المدارات المنخفضة ، هناك واحد فقط ثابت بالنسبة للأرض ، ولا يمكننا أن نفقد مثل هذا المورد الطبيعي الفريد.
أي ، قبل أخذ ممسحة الفضاء ، هل تحتاج إلى تحديد الأولويات؟
فلاديمير أجابوف: بالطبع. وليس من الضروري على الإطلاق البدء بالأوساخ الخشنة. قد يتضح أنها تطير حيث لا توجد أجهزة نشطة. من الأفضل عدم لمس هذه الشظايا في المستقبل القريب ، خاصةً إذا لم تتصادم مع بعضها البعض. لكن لا يكفي تحديد مجموعة خطيرة ؛ يجب على المرء أن يفهم بالفعل ما هو الأكثر خطورة. أي لبناء شجرة الأولوية. وفقط بعد ذلك ابدأ في إنفاق الأموال على تنظيف المدارات. خلاف ذلك ، سيكون تأثير كل هذا التنظيف ضئيلًا.
أو ربما ، في موازاة ذلك ، يجب أن توافق البلدان على عدم إلقاء القمامة على الإطلاق؟ وقف التلوث؟
فلاديمير أغابوف: بمبادرة من الأمم المتحدة ، تم تطوير عدد من هذه الإجراءات ، واتفقت عليها دول مختلفة. هناك بعض الأفكار الواضحة هنا. على سبيل المثال ، إذا نجح قمر صناعي أو مرحلة في صاروخ ، فيجب إما نقلهم بعيدًا عن هذا المدار إلى مدار منخفض ، حيث سيسقطون بسبب الكبح والاحتراق في الغلاف الجوي. أو حتى يغرق في المحيط. ينطبق هذا على الأشياء الكبيرة ، ولكن الأشياء الصغيرة التي يتم فصلها أثناء تشغيل الجهاز وأثناء التشغيل - جميع أنواع الصواميل والمسامير وما إلى ذلك. الحل الواضح هو إنشاء هياكل بحيث لا يفصل شيء.
لكن المورد الرئيسي للقمامة هو الانفجارات في المدار. الأسباب مختلفة جدا. في أغلب الأحيان ، ينفجر الوقود المتبقي. الحقيقة هي أنه بعد إطلاق القمر الصناعي في المدار ، تظل مكونات الوقود ، بما في ذلك المكونات ذاتية الاشتعال ، في مرحلة الصاروخ. طالما أن الخزانات سليمة ، فلن يحدث شيء رهيب ، ولكن ، على سبيل المثال ، إذا اخترق نيزك صغير الجدار ، حدث انفجار ، وتحطمت المرحلة إلى آلاف القطع الصغيرة. لذلك ، بعد الانتهاء من برنامج الرحلة ، يوصى بفتح صمامات خاصة لتصريف الوقود المتبقي على شكل غازات.
ما هي المشاريع المقترحة اليوم لتنظيف القمامة المتراكمة؟ ما مدى فعالية الطريقة التي سيختبرها اليابانيون؟
فلاديمير أغابوف: يفترض المشروع الياباني أن قمرًا صناعيًا خاصًا سيُدخل في المدار وينشر شبكة جر ديناميكية كهربائية. هذه شبكة معدنية طولها 300 متر وعرضها 30 سم ، ويبلغ سمك الخيوط حوالي 1 ملليمتر. ستتحرك شباك الجر في المدار لتولد مجالًا مغناطيسيًا وتلتقط بعض الحطام الصغير. في غضون بضعة أشهر ، ستغير "الشبكة" مع الصيد تحت تأثير المجال المغناطيسي للأرض مدارها وتدخل الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي ، حيث ستحترق.
المشروع واضح تمامًا ، لكن السؤال هو ، ما مقدار القمامة التي ستجمعها مثل هذه الشباك؟ بعد كل شيء ، لا يتم استخدام الكثير من المواد الممغنطة في المركبات الفضائية ، وسبائك الألومنيوم غير المغناطيسية ، والأغشية العازلة المختلفة ، والمواد المركبة مؤخرًا تستخدم بشكل أساسي. يتم النظر في العديد من المشاريع الأخرى اليوم. على سبيل المثال ، يُقترح استخدام الليزر. لكن هذا الخيار يثير على الفور الكثير من الأسئلة. كيف تصوب شعاعًا على جسم صغير لا يراه أحد؟ لا امسح. يقولون إننا سنقاتل المرئي. لنفترض أنه من خلال توجيه شعاع الليزر نحوه ، سنقوم بدفع الجسم. لكن أين؟ من يستطيع أن يتنبأ إلى أين سيطير إذا كان لا يعرف شكل الجسم وكتلته ومادة؟ نتيجة لمثل هذا التأثير ، يمكن أن يصبح الكائن أكثر خطورة ، ويصطدم بنوع من أجهزة العمل.
في رأيي ، من أكثر الأفكار إثارة للاهتمام استخدام أنظمة الكبح المختلفة. دعنا نقول ، بعد انتهاء فترة التشغيل ، يقوم القمر الصناعي بإلقاء "شراع" أو "مظلة" أو مجرد بالون كبير يتم نفخه بالغاز. نتيجة لذلك ، تزداد مساحة الهيكل بأكمله بشكل حاد ، مما يؤدي إلى إبطائه بشكل كبير. سيقلل الجهاز بسرعة من ارتفاع الرحلة ، ويدخل في طبقات كثيفة من الغلاف الجوي ويحترق.
في أفلام الخيال العلمي ، تعمل العديد من المتلاعبين في مدارات لفترة طويلة ، حيث تقوم بإزالة وتركيب الأقمار الصناعية وغيرها من المعدات. هل توجد مثل هذه المشاريع في محفظة العلماء؟
فلاديمير أجابوف: بالطبع. لكنها ربما من الناحية الفنية هي الأصعب. بعد كل شيء ، كتلة القمامة الكبيرة تصل إلى عدة أطنان وتدور بطريقة معقدة ، ولا يمكن التحكم فيها. لديه زخم كبير. كيف يتم التقاطها وعدم تدمير أي مناور أو المركبة الفضائية نفسها ، التي تم تثبيت المناور عليها؟ هنا علينا حل المشاكل التقنية المعقدة.
3,5 مليون حطام فضائي مختلف يدور حول الأرض
ولكن بصرف النظر عن المشاكل العلمية والتقنية البحتة ، هناك مشاكل أخرى. بعد كل شيء ، بهذه الطريقة يمكنك تنظيف ليس فقط القمامة ، ولكن أيضًا المركبات الفضائية للأشخاص الآخرين ، حتى المركبات العاملة. هذا ، في الواقع ، هذه أنظمة ذات استخدام مزدوج - مدنية وعسكرية. لذلك ، هناك جانب قانوني مهم في مكافحة الحطام الفضائي. من ناحية ، فإن الحطام الفضائي يطير في المدار ، ولكن من ناحية أخرى ، حتى الأشياء "الميتة" التي عفا عليها الزمن تنتمي إلى شخص ما. ويمكن أن تؤدي محاولة إحدى الدول ، حتى مع حسن النوايا ، لإزالة غرض شخص آخر ، إلى صراعات خطيرة للغاية. وهذا يعني أنه يجب تنفيذ مثل هذه العمليات بطريقة منسقة مع جميع المشاركين حتى لا تنشأ مخاطر إضافية. يعمل المجتمع الدولي على هذه القضايا اليوم ، لأن الجميع يفهم أن أي حركة مفاجئة يمكن أن تؤدي إلى عواقب غير سارة للجميع. بالمناسبة ، حتى لو توقفنا فجأة عن الطيران في الفضاء تمامًا ، فإن كمية القمامة ستظل تزداد. تشير التقديرات إلى أنه فقط بسبب الاصطدامات المتبادلة للشظايا المتطايرة بالفعل خلال 20-30 عامًا ، فإن الزيادة في الحطام ستتجاوز تناقصها نتيجة لعمليات التباطؤ الطبيعية في الغلاف الجوي العلوي ومزيل المدار.
شهادة
اليوم ، تبلغ الكتلة الإجمالية للحطام الفضائي في المدار حوالي 6700 طن. وصلت كثافته على ارتفاعات 800-1000 كيلومتر إلى مستوى حرج. بسبب الاصطدام به ، فإن احتمال فقدان مركبة فضائية على مدى فترة تتراوح من 10 إلى 15 عامًا أعلى بالفعل من احتمال فقدان مركبة بسبب فشل الأنظمة الموجودة على متنها. يُقدر احتمال اصطدام جسمين كبيرين في مدارات منخفضة كحدث واحد خلال 15 عامًا. حتى قبل 10 سنوات ، كان هذا الرقم أقل بأربع مرات.
معلومات