زباله‌های فضایی چه فاجعه‌ای به بار می‌آورند؟

هنگامی که یک تکه زباله فضایی با قطعه دیگری در فضا برخورد می کند، می تواند زباله های فضایی بیشتری ایجاد کند و بر مشکل بیفزاید. شاید ترس از یک فاجعه آینده کشورها را تشویق کند که این مشکل را جدی بگیرند.

کارشناسان سال هاست که درباره خطر ناشی از زباله های فضایی هشدار می دهند. افزایش تعداد برنامه های فضایی توسط دولت ها و نهادهای خصوصی اکنون منجر به افزایش تراکم فضا در مدار زمین شده است.

آژانس فضایی اروپا تخمین می زند که بیش از 15100 تن ماده در فضا وجود دارد که از زمین به بیرون پرتاب شده است. 1.2 میلیون قطعه زباله بین یک سانتی متر تا 10 سانتی متر و 140 میلیون قطعه زباله بین یک میلی متر تا یک سانتی متر وجود دارد. در مدار پایین زمین، آنها با سرعتی در حدود 7.6 کیلومتر بر ثانیه حرکت می کنند و به هر چیزی که با آن در تماس باشند آسیب می رسانند. به همین دلیل است که یک قطعه با اندازه کمتر از یک میلی متر توانست از شیشه ضخیم کپسول Shenzhou 20 عبور کند.

با افزایش تعداد اجسام در مدار، چنین اتفاقاتی احتمالاً رایج تر می شوند. این از نظر آسیب تجهیزات پرهزینه است و به طور فزاینده ای تهدید کننده زندگی است. هنگامی که یک تکه زباله به شی دیگری در فضا برخورد می کند، می تواند زباله های فضایی بیشتری ایجاد کند و به مشکل اضافه کند.

تعدادی از کشورها قادر به ردیابی آنچه در فضا هستند، هستند، اما با توجه به اینکه این ممکن است شامل ماهواره های طبقه بندی شده باشد، کشورها تمایلی به انتشار جزئیات ندارند. برنامه فضایی چین زیر نظر ارتش این کشور انجام می شود. بر اساس این دیدگاه که فضا به طور ذاتی با امنیت ملی مرتبط است. این تنها به تنش های ژئوپلیتیکی بین کشورها در استفاده از فضا می افزاید.

معاهدات و مسئولیت ها

معاهده فضای ماورای جو که در سال 1967 به تصویب رسید، به دنبال تشریح چگونگی اداره فضای بیرونی بود.

به گفته ناسا، این معاهده شامل اصول حاکم بر فعالیت کشورها در اکتشاف و بهره برداری از فضا، ماه و سایر اجرام آسمانی است. کشورهای عضو این معاهده در راستای حفظ صلح و امنیت بین‌المللی و ارتقای همکاری و تفاهم بین‌المللی، فعالیت‌های خود را در زمینه اکتشاف و استفاده از فضا از جمله ماه و سایر اجرام آسمانی بر اساس قوانین بین‌المللی از جمله منشور سازمان ملل انجام خواهند داد.

مشکل این است که معاهده منسوخ شده است و به افزایش زباله ها یا افزایش پرتاب های فضایی خصوصی نمی پردازد. همچنین، این معاهده به مسئولیت‌های استفاده پایدار از فضا اشاره نمی‌کند.

در مجموع 117 کشور عضو این معاهده هستند. با این حال، اگرچه تلاش ها برای توسعه هنجارهای جدید در مدیریت فضا، از جمله ایجاد کمیته هماهنگی زباله های فضایی بین سازمانی (IADC) ادامه دارد، این سازمان ممکن است بستری برای همکاری و تحقیق فراهم کند، اما کمکی به تصمیم گیری های الزام آور برای اقدام دولت ها نمی کند. فقدان هرگونه توافق جهانی در مورد زباله های فضایی و پیامدهای آن، مقابله با مشکل زباله های فضایی را دشوارتر می کند.

معاهده فضای ماورای جو که در سال 1967 به تصویب رسید، به دنبال تشریح چگونگی اداره فضا بود. فناوری‌هایی برای مقابله با زباله‌های فضایی در حال توسعه هستند، اما این فناوری‌ها عموماً به عنوان مفاهیم مأموریت ظاهر می‌شوند و تنها چند آزمایش در هر نقطه از جهان انجام شده است.

• به عنوان مثال، ایده ساختاری مانند نیزه برای جمع آوری زباله های بزرگ وجود دارد، اما چنین ابزاری به این معنی است که فضاپیمای حامل آن می تواند به یک تکه زباله جدید تبدیل شود.
• یک جایگزین، رویکرد بسیار تکنولوژیکی یک تور بزرگ است و به گونه‌ای عمل می‌کند که اگر بتواند آوار را کند کند، در جو سقوط کرده و می‌سوزد. مشکل این روش ها عدم ثبات است. فرستادن یک ماهواره به فضا برای پایین آوردن تنها چند قطعه، سوخت زیادی مصرف می‌کند و به تغییرات آب و هوایی دامن می‌زند. یک راه حل راحت و کارآمد، ایجاد یک سری ماهواره است که در مدار باقی می مانند و زباله ها را پایین می آورند. با این حال، این فرآیند هنوز نیاز به تحقیق دارد.
• یک راه حل مبتنی بر زمین یک جارو لیزری است که از پالس های لیزری برای کاهش سرعت اجرام در مدار زمین استفاده می کند و به آنها اجازه می دهد دوباره وارد جو شوند و بسوزند. این روش هنوز مورد آزمایش قرار نگرفته و مشکلات احتمالی خاص خود مانند گرم شدن جو و نرسیدن به هدف را دارد.

بدون پرداختن به ژئوپلیتیک حاکمیت فضا، حذف زباله‌های فضایی بی‌معنی است، زیرا تمرکز بر منافع ملی، نگرانی‌های امنیتی و حضور فزاینده بخش خصوصی به این معنی است که آلودگی در مدار سریع‌تر از آن‌چه بتوانیم آن را پاکسازی کنیم، اتفاق می‌افتد.

هر برخوردی قطعات بیشتری از آنچه که بتوان جمع آوری کرد تولید می کند. برخی از نمونه های قابل توجه شامل انهدام ماهواره Fengyun-1C چین در سال 2007 به عنوان بخشی از آزمایش تسلیحات ضد ماهواره است. این رویداد حدود 3500 قطعه زباله دیگر را به مدار اضافه کرد.

به گزارش Science Direct، متلاشی شدن عمدی ماهواره Fengyun-1C به دلیل برخورد سریع با یک شی بالستیک، شدیدترین ابر مصنوعی زباله های فضایی را در مدار زمین از آغاز اکتشافات فضایی ایجاد کرد و زباله های فضایی با ابعاد حدود 10 سانتی متر یا بیشتر توسط شبکه نظارت فضایی ایالات متحده شناسایی شد.

ماهواره Fengyun-1C

در سال 2009، یک ماهواره روسی به نام “Kosmos 2251” با یک ماهواره ارتباطی Iridium برخورد کرد و تقریبا 2400 قطعه زباله فضایی بر جای گذاشت. در سال 2021، روسیه موشک ضد ماهواره خود را آزمایش کرد که ماهواره Cosmos 1408 را منهدم کرد و 1787 قطعه زباله تولید کرد. بیشتر این قطعات از طریق جو برگشتند، اما 400 قطعه در مدار باقی ماندند.

استانداردهای فعلی برای کاهش زباله های فضایی توسط آژانس فضایی اروپا اصرار دارند که هر ماهواره باید ظرف 25 سال پس از پایان عملیات از مدار خارج شود. اینکه چنین سلاح ضد ماهواره‌ای می‌تواند برای حذف زباله‌های فضایی دوباره استفاده شود، بعید است، اما ممکن است. این امر مستلزم همکاری جهانی و تلاشی هماهنگ است تا نه تنها مشخص شود که کشورها و شرکت‌های خصوصی چه تعداد فضاپیما در فضا دارند، بلکه متعهد شوند که تمام فضاپیماهای آینده را در پایان عمر خود از مدار خارج کنند و ضایعات آینده را کاهش دهند.

استانداردهای فعلی برای کاهش زباله های فضایی توسط آژانس فضایی اروپا تاکید می کند که هر ماهواره باید ظرف 25 سال پس از پایان عملیات از مدار خارج شود. اگرچه این امر در مورد ماهواره‌های مینیاتوری cubesat نیز صدق می‌کند، اما روش بازگشت آنها هنوز مشخص نشده است.

در نهایت، این زباله‌ها برای همه آژانس‌های پرتاب فضایی و شرکت‌های خصوصی مشکلاتی ایجاد می‌کند، زیرا محدودیت‌هایی برای قابلیت‌های ردیابی و هشدار از طریق زمین وجود دارد. این امر پرداختن به مدیریت فضای جهانی را حیاتی می کند. با این حال، ممکن است لازم باشد چندین ماهواره گران قیمت از رده خارج شوند، یا ممکن است لازم باشد جان افراد در معرض خطر قرار گیرد تا این موضوع جدی گرفته شود.