حقایقی نگران کننده درباره آینده ماهواره‌ها

گجت نیوز: تعداد ماهواره‌ های موجود در مدار زمین به طور فزاینده‌‌ای رو به افزایش است و این موضوع در آینده‌‌ای نزدیک می‌‌تواند بسیار مشکل‌ساز شود. هر ماهواره، فضاپیما یا ماموریت فضایی، یک پتانسیل تولید زباله فضایی دارد. هرچه ماهواره های بیشتری در فضا باشند، احتمال برخوردهای برنامه‌ریزی‌ نشده نیز افزایش پیدا خواهد کرد.

در صورتی که ماهواره ها پس از غیرفعال شدن در ارتفاعات پایین‌تر رها شوند، در جو زمین می‌سوزند و از بین می‌روند، اما در غیر این صورت ماهواره ها می‌توانند با تشکیل کمربند زباله‌ای بسیار خطر آفرین باشند. حال سوال اینجاست که چه حقایقی در مورد تعداد ماهواره ها در فضا وجود دارد که اینگونه باعث نگرانی شده است؟ در ادامه با بررسی این موضوع با ما همراه باشید.

چه تعداد ماهواره در مدار زمین درحال چرخش هستند؟

پاسخ به این سوال که در حال حاضر چه تعداد ماهواره در اطراف زمین در حال چرخش هستند، به نظر ساده می‌آید. اما نکته اینجاست که محققان نمی‌توانند در مورد تعداد آنها با یکدیگر به توافق برسند. دلیل متفاوت بودن تعداد ماهواره ها از نظر محققان می‌تواند این موضوع باشد که سرعت ارسال آنها به مدار در سال‌های اخیر به شدت افزایش یافته است. در صورتی که این زباله‌ها در ارتفاعات پایین‌تر رها شوند، در جو زمین می‌سوزند و از بین می‌روند. اما زباله‌های موجود در مدار تا مدت‌ها باقی می‌مانند.

بر اساس گزارش کمیته دانشمندان نگران (UCS)، تا تاریخ 1 می سال 2022، تعداد 5465 ماهواره در اطراف مدار زمین شناسایی شده‌اند. طبق اطلاعات جمع‌آوری شده توسط پایگاه داده‌های ماهواره‌ ای UCS، موسسه تحقیقات سیستم‌های محیطی (ESRI) و بنیاد فضایی، تعداد ماهواره های سرگردان در مدار اطراف زمین 4550 عدد است.

براساس گزارش منتشر شده توسط Surveying Group News در فوریه 2022، تعداد 4852 ماهواره عملیاتی در مدار زمین درحال چرخش هستند. این تفاوت نظر در مورد تعداد ماهواره ها به اینجا ختم نمی‌شود!

سازمان ملل یک دفتر امور فضایی (UNOOSA) دارد که شاخص آنلاین ماهواره های پرتاب شده به فضا را مدیریت می‌کند. این دستگاه توانایی ردیابی تمامی اشیاء که از سال 1958 تاکنون به فضا پرتاب شده‌اند را دارد. بسیاری از این ماهواره ها شکسته شده و به صورت قطعاتی به زمین سقوط کرده‌ یا به طور کامل در جو سوخته‌اند.

براساس فهرست موجود در UNOOSA، تاکنون تعداد 14098 ماهواره به فضا پرتاب شده است. با توجه به اینکه بسیاری از این ماهواره ها پس از انجام ماموریت خود به مدار زمین زمین منتقل و به زباله‌های فضایی تبدیل شده‌اند، تعداد ماهواره های عملیاتی فعال به 9918 کاهش می‌یابد.

آسمانی مملو از ستارگان ساخته دست بشر

از آنجایی که هیچ منبعی به طور قطعی از تعداد ماهواره های موجود در فضا سخن نگفته است، ما فقط می‌توانیم فرض کنیم که در مجموع چیزی بین 4500 تا 10000 ماهواره در حال چرخش به دور سومین سیاره نزدیک به خورشید هستند. با توجه به اطلاعات موجود در فهرست UNOOSA، اکثر این ماهواره ها به ایالات متحده تعلق دارند (تعداد 5544 ماهواره).

ممکن است در ذهن شما این سوال ایجاد شود که سالانه چند ماهواره به فضا پرتاب شده که اکنون آنها به مجموعه‌ای از ستاره‌ها تبدیل شده‌اند؟ برای پاسخ به این سوال باید به سال ۱۹۵۷ برگردیم.

نخستین ماهواره فضایی جهان در تاریخ ۴ اکتبر ۱۹۵۷ توسط اتحاد جماهیر شوروی از پایگاه فضایی بایکونور به مدار زمین پرتاب شد. این ماهواره اسپوتنیک-۱ نام داشت و پرتاب آن به مدار زمین آغازگر عصر فضا و مسابقه فضایی بود. دومین ماهواره اسپوتنیک نیز در همان سال و اسپوتنیک-۳ در سال ۱۹۵۸ به فضا فرستاده شدند.

ایالات متحده نیز دست به‌کار شد و نخستین ماهواره خود که Explorer 1 نام داشت را در ژانویه سال 1958 و سپس Vanguard 1 را در ماه مارس همان سال به فضا پرتاب کرد. ونگارد 1 چهارمین شئ مصنوعی در فضا و قدیمی‌ترین ماهواره‌ای است که همچنان در مدار قرار دارد. این ماهواره همچنین اولین مورد در فهرست UNOOSA محسوب می‌شود.

بر اساس گزارش UNOOSA، بین سال‌های 2000 تا 2016، ایالات متحده به طور میانگین ​​حدود 30 ماهواره را در هر سال به فضا می‌فرستاد. این تعداد در سال 2017 بیش‌از سه برابر شد، به‌طوری که 193 ماهواره در سال اول، پس از آن 165 ماهواره در سال بعد، و 154 ماهواره دیگر در سال 2019 در آسمان جای گرفتند.

اما این تعداد ماهواره در مقابل رقم ارسال شده در سال‌های بعد هیچ به حساب می‌آید! فرایند ارسال ماهواره از آغاز قرن ۲۱ یک جهش فرافضایی داشت و تعداد ۸۴۰ ماهواره در سال ۲۰۲۰ و به دنبال آن ۱,۱۶۶ ماهواره در سال ۲۰۲۱ و بدتر از همه، ۱۶۱۸ ماهواره در سال ۲۰۲۲ در فضا مستقر شده و نیمی از جو اطراف زمین را به سلطه خود درآوردند.

چه کسانی در ایجاد ترافیک ماهواره ای فزاینده نقش دارند؟

ایلان ماسک نقش مهمی در افزایش محسوس تعداد ماهواره ها در آینده خواهد داشت؛ زیرا او قصد دارد تعداد 42 هزار ماهواره استارلینک را در مدار پایین زمین (LEO) مستقر کند تا اینترنت پرسرعت را در اختیار مردم در سراسر جهان قرار دهد.

در 20 اکتبر 2022، اسپیس ایکس شصت و سومین پرتاب اختصاصی Starlink خود را انجام داد و تعداد کل ماهواره های استارلینک پرتاب شده را به 3505 ماهواره رساند. از این تعداد، 275 ماهواره به زمین بازگشته‌اند، 63 مورد از کار افتاده و به زباله‌های فضایی تبدیل شده‌اند، و تعداد 2704 ماهواره استارلینک همچنان در مدار فعال هستند.

اما استارلینک تنها مانعی نیست که مسیرهای فضایی را مسدود می‌کند. شرکت های بزرگ فناوری مانند آمازون، بوئینگ، اینمارست، اینتلست، شبکه هیوز، وان وب، تله ست و دیگر شرکت‌های پیشرو در فناوری، به دنبال گرفتن تاییدیه از کمیسیون ارتباطات فدرال هستند تا بیش‌از ۱۰۰ هزار ماهواره دیگر را به فضا پرتاب کنند.

ایجاد کمربند زباله‌ای با توجه به نظریه سندرم کسلر

دونالد کسلر پیش‌از بازنشستگی در سال ۱۹۹۶، دانشمند ارشد ناسا برای تحقیقات زباله‌های مداری بود. در سال ۱۹۷۸، وی به‌همراه «برتون کور-پالا» مقاله‌ای به نام «فرکانس برخورد ماهواره های مصنوعی: ایجاد کمربند زباله» منتشر کرد.

آنها این نظریه را مطرح کردند که هر چه تعداد اجسام مصنوعی بیشتری در مدار قرار گیرند، احتمال برخورد آنها بیشتر می‌شود. براساس این نظریه، چگالی اشیاء در LEO به اندازه‌ای بالا می‌رود که برخورد بین اشیاء می‌تواند یک آبشار ایجاد کند. در این آبشار هر برخورد باعث ایجاد زباله فضایی می‌شود که احتمال برخورد بیشتر را افزایش می‌دهد.

یکی از نتایج این اثر این است که توزیع زباله در مدار می‌تواند فعالیت‌های فضایی و استفاده از ماهواره‌ ها در مدارهای خاص را برای چندین نسل‌ غیرممکن کند. این ایده به عنوان «سندرم کسلر» شناخته شد و دانشمندان اکنون می‌ترسند با افزایش بیش‌از حد تعداد ماهواره ها به آن آستانه برسیم.

آیا می‌توانیم زباله‌ها را ناپدید کنیم؟

سازمان‌های بسیاری در سراسر جهان مسئول ردیابی میزان تقریبی زباله‌هایی هستند که در اطراف زمین می‌چرخند. شبکه نظارت فضایی وزارت دفاع، اجسامی به کوچکی دو اینچ را ردیابی می‌کند و آژانس فضایی اروپا (ESA) به بررسی زباله‌های ردیابی شده می‌پردازد.

بر اساس آخرین رقم اعلام شده در 7 نوامبر 2022، تعداد 32 هزار زباله فضایی در LEO وجود دارد. جرم کل زباله‌های فضایی در LEO بیش از 22,928,075 پوند (یا 10,400 متریک تن) تخمین زده می‌شود.

بنابر اعلامیه ناسا، عوامل مختلف در آینده نیز مشکل زباله‌های فضایی را تشدید کرده و تهدیدی بزرگ برای زمین به‌وجود می‌آورند. بین سال‌های 1999 تا 2021، ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) مجبور شد 29 بار مانورهای اجتنابی را در اطراف زباله‌های فضایی انجام دهد تا از برخورد ماهواره‌ های عملیاتی با زباله‌ها جلوگیری کرده و از خطر دور بماند.

با توجه به اینکه هزاران ماهواره در حال حاضر در مدار قرار دارند و حدود ۱۰۰ هزار ماهواره دیگر آماده پرتاب هستند، اکنون فقط مسئله زمان است که سندرم کسلر به واقعیت تبدیل شود.

با افزایش انباشت زباله‌های فضایی، توانایی ما برای پرتاب ماهواره‌ های ضروری مختل می‌شود، ماموریت های فضایی آینده به ماه، مریخ و فراتر از آن را غیرممکن می‌سازد، و حتی نگاه کردن از طریق تلسکوپ به آسمان نیز می تواند غیرممکن شود.

زباله‌های فضایی با کشیده شدن به درون جو زمین می‌سوزند و از بین می‌روند. بنابراین با ساخت یک ابزار جذب و سوزاندن زباله‌ها، می‌توان تاحدی مشکلات ماهواره‌ای را کنترل کرد. اما واضح است که این راهکار به تنهایی نمی‌تواند از وقوع سندرم کسلر و پدیده‌های خطرناک در مورد آینده ماهواره ها جلوگیری کند.