مخلفات فضائية
المخلفات الفضائية بالإنگليزية: Space debris أوspace junk تعبير 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. وتضم هذه المخلفات على جميع شيء لم يعد له حاجة بالفضاء كساتل عاط أوأجزاء 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 بسرعةثمانية كم/ث (ما يقارب 28,800 كم/ساعة). وبهذه السرعة يمكن لهذه الفضلات - مهما صغر حجمها - حتى 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 حتى 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). ويقدر حتى 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، و13000 جسم أكبر من كرة التنس. وتتسقط ناسا حتى تزداد أعداد الأجسام الفضائية في مدار الأرض المنخفض بواقع 75٪ خلال 200 سنة القادمة طالما عدم اتباع إجراءات التقليل من المخلفات الفضائية.
تاريخ المخلفات الفضائية
منذ عام 1957 - حين بدأ عصر الفضاء - تم إطلاق 4600 مركبة فضائية لوضع 6000 قمر صناعي في المدار المخصص له. ولعل أقدم هذه الأقمار هوالقمر ڤانگارد 1 بالإنگليزية: Vanguard I والذي 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. وتعتبر التصادمات بين الأقمار الفضائية مصدر أخر للمخلفات. ففي تقرير لوكالة ناسا الفضائية عام 1991، حذر دونالد كسلر بالإنگليزية: 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.. ولعل ما حذر به كسلر حصل فيعشرة 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 بعضهاعشرة سنتيمتر..وبعد هذه الحادثة قامت ناسا بقياس إحتمالات حدوث حادث خطير لإطلاق المكوك الفضائي فوجدت حتى هناك إحتمال حدوث حادث خطير لكل 318 عملية إطلاق مكوكية. ويعتقد حتى بعض هذه المخلفات الناتجة عن الاصطدام قد تظل في مدار الأرض لمدة 10000 عام.
لعل أحد أبرز الحوادث التي أدت إلى تكون الكثير 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 بالإنگليزية: Xichang ليصيب أحد الأقمار الصناعية الصينية. وكان القمر المصاب يدور في مدار قطبي وهومتخصص في الأرصاد الجوية. والجدير بالذكر حتى 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. ويختلف هذا الحدث عن الأختبارات التي قامت بها جميع من الولايات المتحدة الأمريكية والإتحاد السوفيتي إبان الحرب الباردة حيث تم تجربة أكثر من 20 صاروخ مضاد للأقمار الصناعية. ويكمن الأختلاف حتى معضم التجارب التي تم بين العامين 1968 و1986 كانت لأقمار في مدار منخفض والمخلفات التي نتجت عن الإنفجار سرعان ما احترقت في الغلاف الجوي للأرض. بينما التجربة الصينية تمت على ازدياد 550 كم عن سطح الأرض والمخلفات التي نتجت عنها انتشرت بين 200 كم و3850 كم مما قد يؤثر على غالبية الأقمار الموجودة في مدار الأرض المنخفض. وفي يونيومن عام 2007، أدى هذا الكم من المخلفات إلى تغيير مسار الساتل المركبة الفضائية تـِرّا المتخصصة في دراسة المناخ بالإنگليزية: Terra environmental spacecraft لتجنب الأصطدام المحتمل بالمخلفات الناتجة عن التجربة الصينية، لتكون المرة الأولى التي تضطر فيها ناسا لتغيير مسار مركبة أوساتل. وقد يعتبر هذا الحدث هوالأكبر 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. مما يؤكد على ذلك تقرير ناسا عن المخلفات الفضائية عام 2004 الذي حدد مقدار المخلفات الفضائية في مدار الأرض الناتجة عن الرحلات الفضائية لكل دولة كما مبين في الجدول التالي: .
| الولايات المتحدة الأمريكية | دول الإتحاد السوفيتي السابق | فرنسا | الصين | الهند | اليابان | وكالة الفضاء الأوروبية | دول أخرى | المجموع | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| حاويات الحمولات الفضائية | 981 | 1313 | 33 | 38 | 27 | 84 | 33 | 327 | 2836 |
| أجسام الصواريخ | 525 | 815 | 92 | 22 | 6 | 29 | 6 | 14 | 1509 |
| مخلفات المهام الفضائية | 619 | 429 | 87 | 11 | 1 | 19 | 11 | 2 | 1179 |
| مخلفات محطمة | 1556 | 1383 | 114 | 250 | 106 | 0 | 11 | 0 | 3420 |
| إنفصال أجسام غير مخطط له | 106 | 13 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 120 |
| المجموع | 3783 | 3953 | 327 | 321 | 140 | 132 | 61 | 343 | 9064 |
ومع إزدياد أعداد المخلفات الفضائية باتت تهدد سلامة المركبات والأقمار الفضائية وخاصة محطة الفضاء الدولية. ففي 12 من مارس 2009 تم إخلاء المحطة الدولية إثر إقتراب جسم فضائي بصورة خطرة من المحطة. ويقدر طول الجسم بثلث بوصة. ولكن -للأسباب المذكورة سابقاً- لهذا الجسم قدرة تخريبية كبيرة من الممكن حتى 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 ولجوئهم إلى كبسولة الإنقاذ سويوز بالإنگليزية: Soyuz escape ship لحمايتهم من إنخفاض الضغط الحاد في حالة وقوع الإصطدام.
رصد المخلفات الفضائية
ذكر في تقرير للجنة استخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية التابعة للأمم المتحدة في عام 1999 الطرق المتبعة لرصد المخلفات الفضائية . وهي 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 واوكرانيا (رادار واحد)، الولايات المتحدة الأمريكية (خمس رادارات). وأدق هذه الرادارات هوالرادار گولدستون بالإنگليزية: Goldstone التابع لناسا حيث له القدرة على رؤية جسم قطره 2 مم على ازدياد 500 كم.
- بواسطة أدوات بصرية: يمكن رؤية الأجسام الفضائية عندما تعكس أشعة الشمس أثناء الليل باستخدام التليسكوب (المقراب).
- الرصد بواسطة مركبات فضائية. وتكون عن طريق:
- فحص بدن المركبات العائدة إلى الأرض وتقدير 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 بالإنگليزية: Long duration exposed facility وقد أطلقت هذه المركبة عن طريق مكوك الفضاء شالنجر لقياس عدد المخلفات الفضائية. وتقدر مساحة المركبة 151 متر مربع. وأتمت المركبة 32422 دورة حول مدار الأرض خلالخمسة سنوات وسبعة أشهر (من أبريل 1986 - يناير 1990). وحالياً تدور حول مدار الأرض مركبة مماثلة وهي المركبة الفضائية المدارية بالإنگليزية: 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
أشهر المخلفات الفضائية
- في 18 نوفمبر 2008 سقط من رائد الفضاء هيرماري ستيفانيشين-بيبر بالإنگليزية: 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 يحدث وزن العدة أكثر من أول أقل من كيلوجرام).
- في عام 1966 أضاع الرائد مايكل كولنز بالإنگليزية: 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 حتى الكاميرا لا تزال في مدارها حول الأرض.
- في فبراير 2006 تم القاء بذلة فضاء مزودة بجهاز أرسال على موجات الراديوكي 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 هوما 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. ويعتقد حتى هذا الغطاء هوأول جسم فضائي من خلق 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 ينجومن 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 يوليو1979 عندما دخلت المحطة الأمريكية سكاي لاب بالإنگليزية: 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 سانتياگوتشيلي إلى أوكلاند، نيوزيلندا وعلى متنها 270 راكب خلال طيرانها عبر المحيط الهادي.
- إلى الآن سجلت إصابة واحدة بسبب المخلفات الفضائية حيث أصيبت لوتي وليامس بالإنگليزية: Lottie Williams عام 1997 في كتفها بجسم قياسهعشرة 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. وهجرز 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 وسائر الأنشطة الضارة
- الحد من تواجد طويل الأمد للمركبات غير المستخدمة.
وتعتبر ناسا أول وكالة فضاء تقوم بإصدار تقرير يتظمن قواعد للحد من المخلفات الفضائية وكان ذلك في عام 1995. وبعدها بعامين قامت حكومة الولايات المتحدة الأمريكية أصدرت مذكرة بقواعد ممارسات التخفيف من المخلفات الفضائية بالإنگليزية: Orbital Debris Mitigation Standard Practices وأعتمدت المذكرة على تقرير ناسا.
وقد أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية برنامج لدراسة المخلفات الفضائية ووضع قواعد لتقليل ومنع حدوث تصادمات للأقمار الصناعية والمركبات الفضائية في مدارات الأرض. وقد أطلق البرنامج فيعشرة من فبراير 2009 بتكلفة 50 مليون يورو.
وهناك 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. وبهذه الطريقة يتم التخلص من الجسم الفضائي عن طريق إحتراقه من شدة الإحتكاك بالمجال الجوي. وتبنى 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 أووضع 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. ويتم 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). ويتم تحليل المعطيات بواسطة الحاسوب كي يعطي صورة مقربة لما قد يحصل بالفضاء.
المخلفات الفضائية في الأفلام السينمائية
- تم عرض المخلفات الفضائية في فيلم والي بالإنگليزية: WALL-E في مبتر خروج شخصيتي الفيلم الرئيسيتين من الأرض.
- تُشكّل معضلة المخلفات الفضائية جزءًا هامّا من فيلم المنغا-أنمي بلانتيز (بالإنكليزية واليابانية: プラネテス ،Planetes)
انظر أيضاً
- غرض قريب من الأرض
- متلازمة كسلر
- J002E3
- 6Q0B44E
- Liability Convention
- Registration Convention
- تصادم السواتل، 2009
- فهم آثار الفضاء
المراجع
- ويكيبيديا
- ^ Space junk. BBC. Site: www.bbc.co.uk/science/space/solarsystem/earth/spacejunk.shtml
- ^ مجلة Focus BBC العدد 200. مارس 2009. المسقط الألكتروني:www.bbcfocusmagazine.com
- ^ جريدة الرياض السعودية. العدد:14752. 13 نوفمبر 2008. 15 ذي القعدة 1429. المسقط الألكتروني:www.alriyadh.com
- ^ Oct. 2008.
- ^ Space junk, USA WEEKEND Magazine, by Julian Smith, August 26, 2007 Site:www.usaweekend.com/07_issues/070826/070826space.html#junk
- ^ جريدة القبس الكويتية.العدد 12827. 13 فبراير 2009 ,17 صفر 1430. المسقط الإلكتروني:www.alqabas.com.kw
- ^ . Thu Mar 12, 2009
- ^ Europeans Tackle Space Junk. CBS news. Feruary 16, 2009. Site: http://www.cbsnews.com/stories/2009/02/16/tech/main4804500.shtml?source=RSSattr=SciTech_4804500
- ^ Chinese ASAT test. Center for Space Standards & Innovation,December 5,2007. Site:www.centerforspace.com/asat
- ^ William J. Broad. Orbiting Junk, Once a Nuisance, Is Now a Threat. The Newyork Times Published: February 6, 2007
- ^ Leonard David. China's Anti-Satellite Test: Worrisome Debris Cloud Circles Earth. Space.com February 2, 2007. Site: http://www.space.com/news/070202_china_spacedebris.html
- ^ Burger, Brian. NASA's Terra Satellite Moved to Avoid Chinese ASAT Debris. Space.com Site:www.space.com/news/070706_sn_china_terra.html
- ^ Space Junk: The full list Space.com. October 19, 2000. Site: http://www.space.com/spacewatch/space_junk_list.html
- ^ History of on orbit satellite fragmentation - 13th Ed. Orbital Debris Program Office - NASA. May 2004 http://orbitaldebris.jsc.nasa.gov/library/SatelliteFragHistory/13thEditionofBreakupBook.pdf
- ^ Technical Report on Space Debris. Scientific and Technical Subcommittee of the United Nations Committee on the Peaceful uses of Outer Space. United Nations, 1999
- ^ Long duration exposure facility. NASA Langley Research Center. http://setas-www.larc.nasa.gov/LDEF/
- ^ . 27 Jun. 2008
- ^ Jeffery Kluger. Spacecraft Falling! Get Set to Duck? Time , January 28, 2008
- ^ Flaming space junk narrowly misses jet.The West Australian, March 28, 2007. Site: www.thewest.com.au/default.aspx?MenuID=145&ContentID=24657
- ^ Paul Maley's SPACE DEBRIS PAGE. Site:www.eclipsetours.com/sat/debris.html
- ^ تقرير الدورة الثانية والستون للجنة استخدام الفضاء الخارجي في الأغراض السلمية. الأمم المتحدة. http://www.oosa.unvienna.org/pdf/gadocs/A_62_20A.pdf
- ^ . retreived: 3/4/2009
- ^ . 17 November 2004
وصلات خارجية
 |
مشاع الفهم فيه ميديا متعلقة بموضوع Space debris. |
- مخط الناسا لبرنامج المخلفات الفضائية.
- مخط ESA للمخلفات الفضائية.
- مضمار الفضاء- مصدر المعلومات المتعلقة بمراقبة الفضاء.
- مخلفات EISACT الفضائية خلال السنة القطبية العالمية.
- "ماهي المخلفات الفضائية؟" من مركز الدراسات الفلكيّة واسترداد المخلفات الفضائية من مؤسسة ايروسبيس.
