هل الحطام الفضائي خطير جدا؟ من أين تبدأ تنظيف المدارات؟ ما هي المشاكل القانونية التي يجب حلها لهذا؟ ما هي المشاريع المعروضة؟ يتحدث مراسل "آر جي" عن هذا الأمر مع فلاديمير أغابوف ، الباحث الأول في معهد الرياضيات التطبيقية الذي يحمل اسم ف. م. Keldysh ، وهي المنظمة الرئيسية للأكاديمية الروسية للعلوم حول مشكلة الحطام الفضائي.
لذا ، قررت القوى الفضائية الرائدة ، من الكلمات حول خطر تلوث الفضاء ، أخيرًا أن تبدأ العمل. سيكون اليابانيون الرواد ، الذين سيختبرون نظام التنظيف هذا في فبراير. 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 ، ولست بحاجة إلى إنفاق الكثير من المال؟
فلاديمير أجابوف: لنكتشف أولاً ما الذي نتحدث عنه في الواقع. ما هو الحطام الفضائي؟ وفقًا للخبراء ، تدور حول الأرض أكثر من 650 ألف جسم مختلف يزيد حجمها عن سنتيمتر واحد. من بين هؤلاء ، لا يتم حاليًا تعقب سوى الكبيرة منها ، أكثر من 10 سنتيمترات ، منها حوالي 22 ألفًا. مئات الآلاف الآخرين متخفون ، "السيد X". ولكن هناك أيضًا أصغر حجمًا ، 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 المركبات إلى الفضاء ، والتي ، في النهاية ، تصبح أيضًا قمامة. المشكلة هي أن "القذارة" نفسها ليست سلبية. بعد كل شيء ، تتصادم الشظايا المتطايرة بسرعة كبيرة مع بعضها البعض ، ويتم تدميرها ، مما يؤدي إلى ظهور مئات وآلاف من الأشياء الجديدة لسنوات عديدة. ليس من قبيل المصادفة أن المحطة الفضائية الدولية ومركبات فضائية أخرى يتم سحبها من مسار اصطدام محتمل بطين فضائي بتردد متزايد.
لكن عندما يتحدثون عن تجنب الاصطدامات ، فإننا نتحدث فقط عن شظايا كبيرة بما يكفي يتم تعقبها باستمرار بواسطة محددات مواقع وتلسكوبات خاصة. ولكن هناك الكثير من الغرينيات الصغيرة في المدار ، والتي لا يمكن لأحد تتبعها ، ولكنها أيضًا خطيرة للغاية. من المعروف أنه بعد الهبوط ، تم الكشف عن شقوق صغيرة ذات أبعاد حرجة في النوافذ الأمامية لعدد من المركبات الفضائية التي يمكن أن تحدث تقريبًا تقريبًا. إدراكًا لكل هذه المشكلات ، كثفت القوى الفضائية الآن بشكل كبير عملها في مكافحة الحطام الفضائي. هنا يجب ألا يضيع الوقت ، ولا يجب أن يصل الوضع إلى حافة الهاوية ، عندما تكون المشكلة شديدة النضج ويكون الوقت قد فات.
لكن اليابانيين مستعدون بالفعل ليكونوا أول من يبدأ التنظيف …
فلاديمير أغابوف: هذا ليس صحيحًا تمامًا. يتعلق الأمر فقط باختبار أحد الخيارات العديدة. لا شك في أنه من المهم ، بل بالأحرى ، لفت الانتباه إلى المشكلة. في الواقع ، قبل أخذ المشاريع الملموسة على محمل الجد ، من الضروري إجراء جرد لجميع الحطام الفضائي. أين وماذا يطير ، ما مدى خطورة هذه الأشياء. في الوقت الحالي ، ليست لدينا صورة كاملة. في المدارات المنخفضة ، على ارتفاع يصل إلى ثلاثة آلاف كيلومتر فوق سطح الأرض ، يتدلى حوالي 80 بالمائة من الحطام ، على ارتفاع ، وبشكل أساسي ثابت بالنسبة إلى الأرض ، على ارتفاع حوالي 36 ألف كيلومتر فوق الأرض ، وفي مدارات إهليلجية وسيطة - العشرون المتبقية نسبه مئويه.
يبدو أننا بحاجة ماسة إلى اتخاذ مدارات منخفضة ، حيث تجمع نصيب الأسد من الحطام.لكن من ناحية أخرى ، فإن المدار الثابت بالنسبة للأرض لا يقل أهمية بالنسبة لنا - ففي النهاية ، هناك حوالي 430 مركبة تعمل عليه ، كل منها تكلف عشرات أو حتى مئات الملايين من الدولارات. بفضلهم ، لدينا الإنترنت ، والفضائيات ومجموعة من المرافق الأخرى. وعلى عكس المدارات المنخفضة ، لا يوجد سوى موقع ثابت واحد بالنسبة للأرض ، ولا يمكننا أن نفقد مثل هذا المورد الطبيعي الفريد.
هذا هو ، قبل أن تأخذ ممسحة الفضاء ، هل تحتاج إلى تحديد الأولويات؟
فلاديمير أجابوف: بالطبع. وليس من الضروري على الإطلاق البدء بالأوساخ الخشنة. قد يتضح أنه يطير 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 ، فمن الضروري بالفعل أن نفهم ما هو الأكثر خطورة فيها. هذا هو ، بناء 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 تتفق البلدان حتى لا تتناثر 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 القمر الصناعي أو مرحلة الصاروخ ، فيجب إما أن يتم نقلهم من هذا المدار إلى مدار منخفض ، حيث سينزلون منه بسبب التباطؤ ويحترقون في الغلاف الجوي. أو حتى يغرق في المحيط. ينطبق هذا على الأشياء الكبيرة ، ولكن هناك الكثير من الأشياء الصغيرة التي يتم فصلها عند تشغيل الأجهزة وأثناء التشغيل - جميع أنواع الصواميل والمسامير وما إلى ذلك. الحل الواضح هو إنشاء تصميمات بحيث لا ينفصل أي شيء.
لكن المورد الرئيسي للقمامة هو الانفجارات في المدار. الأسباب مختلفة جدا. في أغلب الأحيان ، ينفجر الوقود المتبقي. الحقيقة هي أنه بعد وضع 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 ، يحدث انفجار ، وتتحطم الخطوة 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 لإزالة القمامة المتراكمة؟ ما مدى فعالية الطريقة التي سيختبرها اليابانيون؟
فلاديمير أغابوف: يفترض المشروع الياباني أن قمرًا صناعيًا خاصًا سينطلق في المدار وينشر شبكة جر ديناميكية كهربائية. هذه شبكة معدنية بطول 300 متر وعرض 30 سم ، وسمك الخيوط حوالي 1 ملم. ستتحرك شباك الجر في المدار لتولد مجالًا مغناطيسيًا وتلتقط بعض الحطام الصغير. في غضون بضعة أشهر ، سيغير "الشباك" مع الصيد تحت تأثير المجال المغناطيسي للأرض مداره ويدخل الطبقات الكثيفة من الغلاف الجوي ، حيث يحترق.
المشروع واضح تمامًا ، لكن السؤال هو ، هل ستجمع مثل هذه الشباك الكثير من القمامة؟ في الواقع ، في المركبات الفضائية ، لا يتم استخدام الكثير من المواد الممغنطة ، وخاصة سبائك الألومنيوم غير المغناطيسية ، والأغشية العازلة المختلفة ، والمواد المركبة المستخدمة مؤخرًا. 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 الشعاع على جسم صغير لا يراه أحد؟ ليس واضحا. يقولون إننا سنقاتل المرئي. دعنا نقول ، بتوجيه 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 فرملة مختلفة. على سبيل المثال ، بعد انتهاء عمره التشغيلي ، يقوم القمر الصناعي بإلقاء "شراع" أو "مظلة" أو مجرد بالون كبير يتم نفخه بالغاز.نتيجة لذلك ، تزداد مساحة الهيكل بأكمله بشكل حاد ، مما يثبطه بشكل كبير. سيقوم الجهاز بخفض ارتفاع الرحلة بسرعة ، ويدخل الطبقات الكثيفة 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 هائل. كيف يتم التقاطها وعدم تدمير أي مناور أو المركبة الفضائية نفسها ، التي تم تثبيت المناور عليها؟ هنا يجب حل المشاكل التقنية المعقدة.
3.5 مليون حطام فضائي مختلف يدور حول الأرض
ولكن إلى جانب المشاكل العلمية والتقنية البحتة ، هناك مشاكل أخرى. بعد كل شيء ، بهذه الطريقة ، لا يمكنك إزالة القمامة فحسب ، بل أيضًا المركبات الفضائية لأشخاص آخرين ، حتى المركبات العاملة. هذا ، في جوهره ، هذه أنظمة ذات استخدام مزدوج - مدنية وعسكرية. لذلك ، هناك جانب قانوني مهم في مكافحة الحطام الفضائي. من ناحية ، يطير الحطام الفضائي في المدار ، ولكن من ناحية أخرى ، حتى الأشياء "الميتة" التي انتهت صلاحيتها مملوكة لشخص ما. ويمكن أن تؤدي محاولة إحدى الدول ، حتى مع النوايا الحسنة ، لإزالة غرض شخص آخر ، إلى صراعات خطيرة للغاية. وهذا يعني أنه يجب إجراء 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 إلى الفضاء تمامًا ، فإن كمية الحطام ستظل تنمو. تشير التقديرات إلى أنه فقط بسبب الاصطدامات المتبادلة للشظايا المتطايرة بالفعل خلال 20-30 عامًا ، فإن الزيادة في الحطام ستتجاوز خسارتها نتيجة للعمليات الطبيعية للتباطؤ في الغلاف الجوي العلوي والخروج من المدار.
المرجعي
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 لمدة 10-15 سنة أعلى بالفعل من احتمال فقدان مركبة فضائية 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.
