لغز القمامة
يعد تنظيف الأماكن القريبة أكثر صعوبة مما يبدو للوهلة الأولى.
مشكلة تلوث الفضاء تقلق مجتمع الفضاء بأكمله. أثارت التطورات الافتراضية في مدار الأرض ، مثل متلازمة كيسلر ، التي تنبأت بتوليد حطام فضائي خارج نطاق السيطرة ، حتى وسائل الإعلام الشعبية. من الواضح أن هناك حاجة لإجراء بحث أساسي لفهم الخطر المحفوف حتى بجزء صغير ولحساب المبلغ الذي نرغب في دفعه مقابل تنظيف الفضاء الخارجي.
في الوقت الحاضر ، يدرك السياسيون والعلماء والتقنيون وعامة الناس بشدة مشكلة نمو الحطام الفضائي. بفضل العمل الأساسي لـ J.K. Liouville و Nicholas Johnson ، المنشور في عام 2006 ، نحن نفهم أن مستوى التلوث من المرجح أن يستمر في الزيادة في المستقبل ، حتى لو تم إيقاف جميع عمليات الإطلاق. سبب هذا النمو المطرد هو الاصطدامات التي من المتوقع أن تحدث بين الأقمار الصناعية ومراحل الصواريخ الموجودة بالفعل في المدار. هذا مصدر قلق كبير للعديد من مشغلي الأقمار الصناعية ، الذين يضطرون إلى اتخاذ التدابير المناسبة لحماية أصولهم.
يعتقد بعض الخبراء أن هذه الحوادث ستكون مجرد بداية لسلسلة من الاصطدامات التي ستجعل الوصول إلى مدار أرضي منخفض شبه مستحيل. عادة ما تسمى هذه الظاهرة ، التي تم وصفها لأول مرة بالتفصيل من قبل مستشار ناسا دونالد كيسلر ، بمتلازمة كيسلر. لكن الواقع ، على الأرجح ، سيكون مختلفًا تمامًا عن التوقعات أو الأحداث المماثلة التي تظهر في الفيلم الطويل Gravity. في الواقع ، أظهرت النتائج المقدمة إلى لجنة التنسيق المشتركة بين الوكالات المعنية بالحطام الفضائي (IADC) في المؤتمر الأوروبي السادس حول هذا الموضوع زيادة متوقعة في كمية الحطام بنسبة 30 في المائة فقط على مدى 200 عام مع عمليات الإطلاق المستمرة.
ستستمر التصادمات في الحدوث ، لكن الواقع سيكون بعيدًا عن السيناريو الكارثي الذي يخشاه البعض. يمكن تقليل النمو في كمية الحطام الفضائي إلى مستوى متواضع للغاية. مقترح اليادك هو للنشر على نطاق واسع والالتزام الصارم بالمبادئ التوجيهية لتخفيف الحطام الفضائي ، لا سيما فيما يتعلق بتحييد مصادر الطاقة ، والتي ينبغي استنفادها تمامًا بحلول نهاية الرحلة ، والتخلص منها بعد انتهاء الرحلة. ومع ذلك ، من وجهة نظر اليادك ، فإن الزيادة المتوقعة في كمية النفايات ، على الرغم من الجهود المبذولة ، لا تزال تتطلب اتخاذ تدابير إضافية لمكافحة عوامل الخطر الحالية.
لا تقدم؟
ولوحظ اهتمام كبير باستصلاح البيئة الفضائية بعد تسع سنوات من نشر أعمال ليوفيل وجونسون. على وجه الخصوص ، تم اتخاذ خطوات معينة حول العالم لتطوير طرق لإزالة الأجسام من مدار أرضي منخفض. وكالة الفضاء الأوروبية ، على سبيل المثال ، أعلنت مؤخرًا عن نيتها السعي للحصول على دعم حكومي لإخراج مركبة فضائية أوروبية من مدارها خلال العقد المقبل. وقد أجرت الوكالة العديد من الدراسات لتحديد طرق منطقية وموثوقة لتحقيق الهدف. كان العنصر الأساسي في التخطيط هو النماذج الحاسوبية للفضاء المتناثر ، والتي أظهرت أنه يمكن منع نمو تجمعات الحطام عن طريق إزالة بعض المركبات الفضائية أو مراحل الصواريخ. في عمليات المحاكاة الحاسوبية ، يتم تحديد هذه الأجسام على أنها الأكثر عرضة للتصادم ، لذلك بعد إزالتها من المدار ، يجب تقليل عدد الاصطدامات بشكل كبير ، مما يمنع تكوين حطام جديد من تناثر الحطام.
لقد مرت ما يقرب من عشر سنوات على نشر أعمال ليوفيل وجونسون ، ومن المدهش أنه لم يتم تقديم أي مبادئ منهجية على المستوى الدولي أو الوطني تحدد بوضوح التدابير اللازمة للقضاء على عواقب تلوث الفضاء القريب من الأرض. يبدو أن هناك بعض اللامبالاة تجاه تطوير منهجية لإجراء التخلص من القمامة ، على الرغم من الدعوات إلى العمل. ولكن هل هو حقا كذلك؟
في الواقع ، الوضع ليس بهذه البساطة كما يبدو. فيما يتعلق بإجراء إزالة الحطام الفضائي ، هناك بعض الأسئلة الأساسية التي لم تتم الإجابة عليها بعد. ومما يثير القلق بشكل خاص القضايا المتعلقة بالملكية والمسؤولية والشفافية. على سبيل المثال ، يمكن أيضًا استخدام العديد من التقنيات المقترحة لإزالة الحطام لإزالة أو تعطيل مركبة فضائية نشطة. لذلك ، يمكن للمرء أن يتوقع اتهامات بأن هذه التقنيات هي كذلك سلاح. هناك أيضًا أسئلة تتعلق بتكلفة برنامج ثابت للتخلص من القمامة. قدر بعض الخبراء التقنيين ذلك بعشرات التريليونات من الدولارات.
ومع ذلك ، ربما يكمن أهم سبب لعدم وجود مبادئ منهجية مناسبة في حقيقة أننا ما زلنا لا نعرف كيفية تنفيذ الاستصلاح ، وهو ما نعني به عمليًا تنظيف الفضاء الخارجي. لكن هذا لا يعني أننا لا نعرف التقنيات التي نحتاجها.
تم تطوير خوارزميات للاستخدام لمرة واحدة بالفعل. تنشأ المشكلة الحقيقية من مهمة تبدو بسيطة: تحديد الحطام "المناسب" لإزالته من المدار. وحتى نتمكن من حل هذه المشكلة ، يبدو أننا لن نتمكن من استعادة الفضاء.
نحن نلعب في الحطام
لفهم الطبيعة الإشكالية لحل مثل هذه المهمة التي تبدو بسيطة مثل تحديد القمامة المراد إزالتها ، نستخدم تشبيه اللعب بمجموعة من 52 ورقة لعب عادية. في هذا القياس ، تمثل كل بطاقة كائنًا في الفضاء الخارجي قد نرغب في إزالته لمنع الاصطدام. بعد توزيع البطاقات ، نضع كل بطاقة على حدة مقلوبة على الطاولة. هدفنا الآن هو محاولة تحديد الآس وإزالتها من الجدول ، لأن هذه هي البطاقات التي تمثل الأقمار الصناعية أو غيرها من الأجسام الكبيرة من الحطام الفضائي التي قد تتورط في تصادم في وقت ما في المستقبل. يمكننا إزالة أي عدد نريده من البطاقات من الجدول ، ولكن في كل مرة نزيل فيها بطاقة واحدة ، يتعين علينا دفع 10 دولارات. بالإضافة إلى ذلك ، عندما نبتعد ، لا يحق لنا إلقاء نظرة على الخريطة (إذا تمت إزالة القمر الصناعي من المدار ، فلا يمكننا القول على وجه اليقين أنه يمكن أن يصبح مشاركًا في التصادم). أخيرًا ، يجب أن ندفع 100 دولار لكل آس متبقٍ على الطاولة ، وهو ما يمثل الخسارة المحتملة الناتجة عن الاصطدامات التي تشمل أقمارنا الصناعية (في الواقع ، يمكن أن تتراوح تكلفة استبدال القمر الصناعي من 100 دولار إلى XNUMX مليار دولار).
حسنًا ، كيف نحل هذه المشكلة؟ على الجانب الآخر ، جميع البطاقات متشابهة ، لذا لا توجد طريقة لمعرفة مكان الأصوص ، والطريقة الوحيدة للتأكد من أننا قد ضربنا جميع الأصوص هي إزالة جميع البطاقات من الطاولة. في مثالنا ، ستكلف بحد أقصى 520 دولارًا. في الفضاء الخارجي ، نواجه نفس المشكلة: لا نعرف بالضبط أي الأجسام قد تكون متورطة في الاصطدامات ، لكن إزالتها جميعًا مكلفة للغاية ، لذلك نحن مضطرون للاختيار. لنفترض أننا قررنا الاختيار: لإزالة بطاقة واحدة قيمتها 10 دولارات ، ما هو احتمال أننا رسمنا الآس؟ حسنًا ، احتمال أن تكون البطاقة آسًا هو أربعة في 52 ، بمعنى آخر ، حوالي 0,08 ، أو 8 بالمائة. وبالتالي ، فإن احتمال أن البطاقة ليست آسًا هو 92 بالمائة. هذا هو احتمال أن نكون قد أهدرنا 10 دولارات.
ماذا يحدث إذا سحبنا البطاقة الثانية هذه المرة (والتي ستكلفنا 10 دولارات أخرى)؟ يعتمد احتمال أن تكون البطاقة الثانية آسًا على حقيقة أن البطاقة الأولى كانت آسًا. إذا كانت هذه هي الحالة ، فإن احتمال أن تكون البطاقة الثانية أيضًا عبارة عن آس هو ثلاثة مقسومًا على 51 (لأنه لا يوجد الآن سوى ثلاثة آص متبقية في المجموعة ، والتي انخفضت بمقدار بطاقة واحدة). إذا كانت البطاقة الأولى ليست ace ، فإن احتمال أن تكون البطاقة الثانية هي الآس: أربعة مقسومة على 51 (لأن هناك أربعة آص متبقية في المجموعة المصغرة).
يمكننا استخدام هذه الطريقة لتحديد احتمالية ضرب كل من الآص عن طريق ضرب الاحتمالات ببساطة لإيجاد الإجابة: 4/52 في 3/51 ، مما يعطينا احتمال 0,0045 أو 0,45 بالمائة بقيمة 20 دولارًا لكل بطاقتين تم إزالتهما. ليس مطمئنا جدا.
ومع ذلك ، يمكننا أيضًا تحديد احتمالية إزالة واحدة على الأقل من الأصوص. بعد سحب بطاقتين ، هناك فرصة بنسبة 15٪ أننا نجحنا في إزالة واحدة على الأقل من ارسالا ساحقا. يبدو الأمر أكثر تفاؤلاً ، لكن الاحتمالات ليست جيدة جدًا حتى الآن.
اتضح أنه لزيادة فرص ضرب واحدة من ارسالا ساحقا ، نحتاج إلى إزالة أكثر من تسعة بطاقات (بقيمة 90 دولارًا) أو أكثر من 22 بطاقة (بقيمة 220 دولارًا) إذا أردنا أن نكون متأكدين بنسبة 90 بالمائة من أننا حققنا واحد من ارسالا ساحقا. حتى لو نجحنا ، لا تزال هناك ثلاث أوراق إرسال على الطاولة ، لذلك لا يزال يتعين علينا في المجموع دفع 520 دولارًا ، وهو بالمصادفة نفس المبلغ الذي كنا سندفعه إذا اخترنا خيار الحذف. جميع البطاقات.
الألعاب انتهت
عند العودة من تشبيهنا إلى بيئة الفضاء الحقيقية ، يبدو الوضع أكثر إثارة للقلق. يوجد حاليًا ما يقرب من 20 كائن يتم تتبعها بواسطة شبكة الولايات المتحدة لمحطات المراقبة الفضائية في المدار ، حوالي ستة بالمائة منها عبارة عن أجسام تزيد كتلتها عن طن واحد والتي يمكن افتراضياً أن تكون متورطة في تصادم وقد نرغب في إزالتها. في تشبيه البطاقة ، مشكلتنا هي أن جميع البطاقات لها نفس الظهر واحتمال أن يكون أحدهما هو الآس البستوني هو نفس احتمال أن يكون الآخر آصًا أيضًا. لا توجد طريقة لتحديد البطاقات المطلوبة وإزالتها من الجدول. في الواقع ، فرصنا في تجنب الاصطدام أفضل بكثير مما هي عليه في لعبة الورق ، لأن بعض الأجسام في المدار من المحتمل أن تكون متورطة في الاصطدامات ويمكننا تركيز انتباهنا عليها. على سبيل المثال ، الأجسام الموجودة في مدارات كثيفة السكان ، مثل المدارات الشمسية المتزامنة ، على ارتفاعات تتراوح بين 000 و 600 كيلومتر ، من المرجح أن تكون متورطة في الاصطدامات بسبب الازدحام في هذه المنطقة. إذا ركزنا انتباهنا على مثل هذه الأجسام (وغيرها في مدارات مزدحمة بالمثل) وأخذنا في الاعتبار تنبؤات الاصطدام ، فعلينا إزالة حوالي 900 كائنًا لتقليل العدد المتوقع للتصادم الكارثي بوحدة واحدة فقط ، على النحو التالي من نتائج البحث الذي أجراه أعضاء وكالة الفضاء IADC.
واتضح أنه على الرغم من أن العديد من الأجسام قد تكون عرضة للإزالة بواسطة مركبة فضائية واحدة "أنظف" (ويبدو أن خمسة أهداف تبدو بديلاً عالميًا) ، فإن العديد من الرحلات - غالبًا ما تكون معقدة وطموحة - يجب اتخاذها فقط لمنع اصطدام واحد.
لماذا لا يمكننا التنبؤ بشكل أفضل باحتمالية الاصطدام وإزالة الأشياء التي نعلم أنها ستكون خطيرة فقط؟ هناك العديد من المعلمات التي يمكن أن تؤثر على مسار القمر الصناعي ، بما في ذلك اتجاه القمر الصناعي ، سواء كانت حركة غير منتظمة أو طقس فضائي (والتي يمكن أن تؤثر على السحب الديناميكي الهوائي الذي تتعرض له الأقمار الصناعية). حتى الأخطاء الصغيرة في القيم الأولية يمكن أن تؤدي إلى اختلافات كبيرة في نتائج حساب موقع القمر الصناعي مقارنة بالواقع ، وبعد فترة قصيرة نسبيًا. في الواقع ، نستخدم نفس المنهجية التي يستخدمها المتنبئون: نستخدم النماذج لتوليد احتمالية نتائج محددة ، ولكن ليس حقيقة أن هذه النتائج سيتم الحصول عليها في أي وقت.
وبالتالي ، لدينا تقنيات يمكن استخدامها لإزالة الحطام الفضائي من وقت لآخر. هذا هو الموقف الذي اتخذته وكالة الفضاء الأوروبية في مهمتها المخطط لها e.Deorbit ، ولكن لا تزال هناك مشاكل يجب حلها من أجل تحديد الأشياء الأكثر ملاءمة للإزالة. يجب حل هذه القضايا قبل تقديم المبادئ التوجيهية والمبادئ التوجيهية المنهجية اللازمة للمهتمين بإعداد برنامج طويل الأمد لإزالة الحطام الفضائي وهو أمر ضروري لاستعادة البيئة بفعالية.
تعتبر المبادئ المنهجية من حيث كائنات محددة وكميتها ومتطلباتها وقيودها مهمة لزيادة احتمالية أن تكون الجهود المبذولة لاستعادة البيئة فعالة ومناسبة. لتطوير مثل هذه المبادئ المنهجية ، يجب أن نعيد النظر في توقعاتنا غير المعقولة لنتائج إيجابية.
مشكلة تلوث الفضاء تقلق مجتمع الفضاء بأكمله. أثارت التطورات الافتراضية في مدار الأرض ، مثل متلازمة كيسلر ، التي تنبأت بتوليد حطام فضائي خارج نطاق السيطرة ، حتى وسائل الإعلام الشعبية. من الواضح أن هناك حاجة لإجراء بحث أساسي لفهم الخطر المحفوف حتى بجزء صغير ولحساب المبلغ الذي نرغب في دفعه مقابل تنظيف الفضاء الخارجي.
في الوقت الحاضر ، يدرك السياسيون والعلماء والتقنيون وعامة الناس بشدة مشكلة نمو الحطام الفضائي. بفضل العمل الأساسي لـ J.K. Liouville و Nicholas Johnson ، المنشور في عام 2006 ، نحن نفهم أن مستوى التلوث من المرجح أن يستمر في الزيادة في المستقبل ، حتى لو تم إيقاف جميع عمليات الإطلاق. سبب هذا النمو المطرد هو الاصطدامات التي من المتوقع أن تحدث بين الأقمار الصناعية ومراحل الصواريخ الموجودة بالفعل في المدار. هذا مصدر قلق كبير للعديد من مشغلي الأقمار الصناعية ، الذين يضطرون إلى اتخاذ التدابير المناسبة لحماية أصولهم.
يعتقد بعض الخبراء أن هذه الحوادث ستكون مجرد بداية لسلسلة من الاصطدامات التي ستجعل الوصول إلى مدار أرضي منخفض شبه مستحيل. عادة ما تسمى هذه الظاهرة ، التي تم وصفها لأول مرة بالتفصيل من قبل مستشار ناسا دونالد كيسلر ، بمتلازمة كيسلر. لكن الواقع ، على الأرجح ، سيكون مختلفًا تمامًا عن التوقعات أو الأحداث المماثلة التي تظهر في الفيلم الطويل Gravity. في الواقع ، أظهرت النتائج المقدمة إلى لجنة التنسيق المشتركة بين الوكالات المعنية بالحطام الفضائي (IADC) في المؤتمر الأوروبي السادس حول هذا الموضوع زيادة متوقعة في كمية الحطام بنسبة 30 في المائة فقط على مدى 200 عام مع عمليات الإطلاق المستمرة.
ستستمر التصادمات في الحدوث ، لكن الواقع سيكون بعيدًا عن السيناريو الكارثي الذي يخشاه البعض. يمكن تقليل النمو في كمية الحطام الفضائي إلى مستوى متواضع للغاية. مقترح اليادك هو للنشر على نطاق واسع والالتزام الصارم بالمبادئ التوجيهية لتخفيف الحطام الفضائي ، لا سيما فيما يتعلق بتحييد مصادر الطاقة ، والتي ينبغي استنفادها تمامًا بحلول نهاية الرحلة ، والتخلص منها بعد انتهاء الرحلة. ومع ذلك ، من وجهة نظر اليادك ، فإن الزيادة المتوقعة في كمية النفايات ، على الرغم من الجهود المبذولة ، لا تزال تتطلب اتخاذ تدابير إضافية لمكافحة عوامل الخطر الحالية.
لا تقدم؟
ولوحظ اهتمام كبير باستصلاح البيئة الفضائية بعد تسع سنوات من نشر أعمال ليوفيل وجونسون. على وجه الخصوص ، تم اتخاذ خطوات معينة حول العالم لتطوير طرق لإزالة الأجسام من مدار أرضي منخفض. وكالة الفضاء الأوروبية ، على سبيل المثال ، أعلنت مؤخرًا عن نيتها السعي للحصول على دعم حكومي لإخراج مركبة فضائية أوروبية من مدارها خلال العقد المقبل. وقد أجرت الوكالة العديد من الدراسات لتحديد طرق منطقية وموثوقة لتحقيق الهدف. كان العنصر الأساسي في التخطيط هو النماذج الحاسوبية للفضاء المتناثر ، والتي أظهرت أنه يمكن منع نمو تجمعات الحطام عن طريق إزالة بعض المركبات الفضائية أو مراحل الصواريخ. في عمليات المحاكاة الحاسوبية ، يتم تحديد هذه الأجسام على أنها الأكثر عرضة للتصادم ، لذلك بعد إزالتها من المدار ، يجب تقليل عدد الاصطدامات بشكل كبير ، مما يمنع تكوين حطام جديد من تناثر الحطام.
لقد مرت ما يقرب من عشر سنوات على نشر أعمال ليوفيل وجونسون ، ومن المدهش أنه لم يتم تقديم أي مبادئ منهجية على المستوى الدولي أو الوطني تحدد بوضوح التدابير اللازمة للقضاء على عواقب تلوث الفضاء القريب من الأرض. يبدو أن هناك بعض اللامبالاة تجاه تطوير منهجية لإجراء التخلص من القمامة ، على الرغم من الدعوات إلى العمل. ولكن هل هو حقا كذلك؟في الواقع ، الوضع ليس بهذه البساطة كما يبدو. فيما يتعلق بإجراء إزالة الحطام الفضائي ، هناك بعض الأسئلة الأساسية التي لم تتم الإجابة عليها بعد. ومما يثير القلق بشكل خاص القضايا المتعلقة بالملكية والمسؤولية والشفافية. على سبيل المثال ، يمكن أيضًا استخدام العديد من التقنيات المقترحة لإزالة الحطام لإزالة أو تعطيل مركبة فضائية نشطة. لذلك ، يمكن للمرء أن يتوقع اتهامات بأن هذه التقنيات هي كذلك سلاح. هناك أيضًا أسئلة تتعلق بتكلفة برنامج ثابت للتخلص من القمامة. قدر بعض الخبراء التقنيين ذلك بعشرات التريليونات من الدولارات.
ومع ذلك ، ربما يكمن أهم سبب لعدم وجود مبادئ منهجية مناسبة في حقيقة أننا ما زلنا لا نعرف كيفية تنفيذ الاستصلاح ، وهو ما نعني به عمليًا تنظيف الفضاء الخارجي. لكن هذا لا يعني أننا لا نعرف التقنيات التي نحتاجها.
تم تطوير خوارزميات للاستخدام لمرة واحدة بالفعل. تنشأ المشكلة الحقيقية من مهمة تبدو بسيطة: تحديد الحطام "المناسب" لإزالته من المدار. وحتى نتمكن من حل هذه المشكلة ، يبدو أننا لن نتمكن من استعادة الفضاء.
نحن نلعب في الحطام
لفهم الطبيعة الإشكالية لحل مثل هذه المهمة التي تبدو بسيطة مثل تحديد القمامة المراد إزالتها ، نستخدم تشبيه اللعب بمجموعة من 52 ورقة لعب عادية. في هذا القياس ، تمثل كل بطاقة كائنًا في الفضاء الخارجي قد نرغب في إزالته لمنع الاصطدام. بعد توزيع البطاقات ، نضع كل بطاقة على حدة مقلوبة على الطاولة. هدفنا الآن هو محاولة تحديد الآس وإزالتها من الجدول ، لأن هذه هي البطاقات التي تمثل الأقمار الصناعية أو غيرها من الأجسام الكبيرة من الحطام الفضائي التي قد تتورط في تصادم في وقت ما في المستقبل. يمكننا إزالة أي عدد نريده من البطاقات من الجدول ، ولكن في كل مرة نزيل فيها بطاقة واحدة ، يتعين علينا دفع 10 دولارات. بالإضافة إلى ذلك ، عندما نبتعد ، لا يحق لنا إلقاء نظرة على الخريطة (إذا تمت إزالة القمر الصناعي من المدار ، فلا يمكننا القول على وجه اليقين أنه يمكن أن يصبح مشاركًا في التصادم). أخيرًا ، يجب أن ندفع 100 دولار لكل آس متبقٍ على الطاولة ، وهو ما يمثل الخسارة المحتملة الناتجة عن الاصطدامات التي تشمل أقمارنا الصناعية (في الواقع ، يمكن أن تتراوح تكلفة استبدال القمر الصناعي من 100 دولار إلى XNUMX مليار دولار).
حسنًا ، كيف نحل هذه المشكلة؟ على الجانب الآخر ، جميع البطاقات متشابهة ، لذا لا توجد طريقة لمعرفة مكان الأصوص ، والطريقة الوحيدة للتأكد من أننا قد ضربنا جميع الأصوص هي إزالة جميع البطاقات من الطاولة. في مثالنا ، ستكلف بحد أقصى 520 دولارًا. في الفضاء الخارجي ، نواجه نفس المشكلة: لا نعرف بالضبط أي الأجسام قد تكون متورطة في الاصطدامات ، لكن إزالتها جميعًا مكلفة للغاية ، لذلك نحن مضطرون للاختيار. لنفترض أننا قررنا الاختيار: لإزالة بطاقة واحدة قيمتها 10 دولارات ، ما هو احتمال أننا رسمنا الآس؟ حسنًا ، احتمال أن تكون البطاقة آسًا هو أربعة في 52 ، بمعنى آخر ، حوالي 0,08 ، أو 8 بالمائة. وبالتالي ، فإن احتمال أن البطاقة ليست آسًا هو 92 بالمائة. هذا هو احتمال أن نكون قد أهدرنا 10 دولارات.
ماذا يحدث إذا سحبنا البطاقة الثانية هذه المرة (والتي ستكلفنا 10 دولارات أخرى)؟ يعتمد احتمال أن تكون البطاقة الثانية آسًا على حقيقة أن البطاقة الأولى كانت آسًا. إذا كانت هذه هي الحالة ، فإن احتمال أن تكون البطاقة الثانية أيضًا عبارة عن آس هو ثلاثة مقسومًا على 51 (لأنه لا يوجد الآن سوى ثلاثة آص متبقية في المجموعة ، والتي انخفضت بمقدار بطاقة واحدة). إذا كانت البطاقة الأولى ليست ace ، فإن احتمال أن تكون البطاقة الثانية هي الآس: أربعة مقسومة على 51 (لأن هناك أربعة آص متبقية في المجموعة المصغرة).
يمكننا استخدام هذه الطريقة لتحديد احتمالية ضرب كل من الآص عن طريق ضرب الاحتمالات ببساطة لإيجاد الإجابة: 4/52 في 3/51 ، مما يعطينا احتمال 0,0045 أو 0,45 بالمائة بقيمة 20 دولارًا لكل بطاقتين تم إزالتهما. ليس مطمئنا جدا.
ومع ذلك ، يمكننا أيضًا تحديد احتمالية إزالة واحدة على الأقل من الأصوص. بعد سحب بطاقتين ، هناك فرصة بنسبة 15٪ أننا نجحنا في إزالة واحدة على الأقل من ارسالا ساحقا. يبدو الأمر أكثر تفاؤلاً ، لكن الاحتمالات ليست جيدة جدًا حتى الآن.
اتضح أنه لزيادة فرص ضرب واحدة من ارسالا ساحقا ، نحتاج إلى إزالة أكثر من تسعة بطاقات (بقيمة 90 دولارًا) أو أكثر من 22 بطاقة (بقيمة 220 دولارًا) إذا أردنا أن نكون متأكدين بنسبة 90 بالمائة من أننا حققنا واحد من ارسالا ساحقا. حتى لو نجحنا ، لا تزال هناك ثلاث أوراق إرسال على الطاولة ، لذلك لا يزال يتعين علينا في المجموع دفع 520 دولارًا ، وهو بالمصادفة نفس المبلغ الذي كنا سندفعه إذا اخترنا خيار الحذف. جميع البطاقات.
الألعاب انتهت
عند العودة من تشبيهنا إلى بيئة الفضاء الحقيقية ، يبدو الوضع أكثر إثارة للقلق. يوجد حاليًا ما يقرب من 20 كائن يتم تتبعها بواسطة شبكة الولايات المتحدة لمحطات المراقبة الفضائية في المدار ، حوالي ستة بالمائة منها عبارة عن أجسام تزيد كتلتها عن طن واحد والتي يمكن افتراضياً أن تكون متورطة في تصادم وقد نرغب في إزالتها. في تشبيه البطاقة ، مشكلتنا هي أن جميع البطاقات لها نفس الظهر واحتمال أن يكون أحدهما هو الآس البستوني هو نفس احتمال أن يكون الآخر آصًا أيضًا. لا توجد طريقة لتحديد البطاقات المطلوبة وإزالتها من الجدول. في الواقع ، فرصنا في تجنب الاصطدام أفضل بكثير مما هي عليه في لعبة الورق ، لأن بعض الأجسام في المدار من المحتمل أن تكون متورطة في الاصطدامات ويمكننا تركيز انتباهنا عليها. على سبيل المثال ، الأجسام الموجودة في مدارات كثيفة السكان ، مثل المدارات الشمسية المتزامنة ، على ارتفاعات تتراوح بين 000 و 600 كيلومتر ، من المرجح أن تكون متورطة في الاصطدامات بسبب الازدحام في هذه المنطقة. إذا ركزنا انتباهنا على مثل هذه الأجسام (وغيرها في مدارات مزدحمة بالمثل) وأخذنا في الاعتبار تنبؤات الاصطدام ، فعلينا إزالة حوالي 900 كائنًا لتقليل العدد المتوقع للتصادم الكارثي بوحدة واحدة فقط ، على النحو التالي من نتائج البحث الذي أجراه أعضاء وكالة الفضاء IADC.
واتضح أنه على الرغم من أن العديد من الأجسام قد تكون عرضة للإزالة بواسطة مركبة فضائية واحدة "أنظف" (ويبدو أن خمسة أهداف تبدو بديلاً عالميًا) ، فإن العديد من الرحلات - غالبًا ما تكون معقدة وطموحة - يجب اتخاذها فقط لمنع اصطدام واحد.
لماذا لا يمكننا التنبؤ بشكل أفضل باحتمالية الاصطدام وإزالة الأشياء التي نعلم أنها ستكون خطيرة فقط؟ هناك العديد من المعلمات التي يمكن أن تؤثر على مسار القمر الصناعي ، بما في ذلك اتجاه القمر الصناعي ، سواء كانت حركة غير منتظمة أو طقس فضائي (والتي يمكن أن تؤثر على السحب الديناميكي الهوائي الذي تتعرض له الأقمار الصناعية). حتى الأخطاء الصغيرة في القيم الأولية يمكن أن تؤدي إلى اختلافات كبيرة في نتائج حساب موقع القمر الصناعي مقارنة بالواقع ، وبعد فترة قصيرة نسبيًا. في الواقع ، نستخدم نفس المنهجية التي يستخدمها المتنبئون: نستخدم النماذج لتوليد احتمالية نتائج محددة ، ولكن ليس حقيقة أن هذه النتائج سيتم الحصول عليها في أي وقت.
وبالتالي ، لدينا تقنيات يمكن استخدامها لإزالة الحطام الفضائي من وقت لآخر. هذا هو الموقف الذي اتخذته وكالة الفضاء الأوروبية في مهمتها المخطط لها e.Deorbit ، ولكن لا تزال هناك مشاكل يجب حلها من أجل تحديد الأشياء الأكثر ملاءمة للإزالة. يجب حل هذه القضايا قبل تقديم المبادئ التوجيهية والمبادئ التوجيهية المنهجية اللازمة للمهتمين بإعداد برنامج طويل الأمد لإزالة الحطام الفضائي وهو أمر ضروري لاستعادة البيئة بفعالية.
تعتبر المبادئ المنهجية من حيث كائنات محددة وكميتها ومتطلباتها وقيودها مهمة لزيادة احتمالية أن تكون الجهود المبذولة لاستعادة البيئة فعالة ومناسبة. لتطوير مثل هذه المبادئ المنهجية ، يجب أن نعيد النظر في توقعاتنا غير المعقولة لنتائج إيجابية.
معلومات