انطباع الفنان عن مركبة سولار أوربيتر تحلق فوق الأرض. الائتمان: ESA / ATG medialab
احتمال أن تصادف المركبة الفضائية “سولار أوربيتر” التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية حطامًا فضائيًا في رحلتها القادمة فوق الأرض منخفض جدًا. ومع ذلك ، فإن المخاطر ليست صفرية وهي أكبر من أي تحليق آخر من قبل وكالة الفضاء الأوروبية. حقيقة وجود هذا الخطر يسلط الضوء على الفوضى التي أحدثناها في الفضاء – ولماذا نحتاج إلى اتخاذ إجراءات للتنظيف خلف أنفسنا.
في 27 تشرين الثاني (نوفمبر) ، بعد عام وثمانية أشهر من الطيران عبر النظام الشمسي الداخلي ، ستأتي المركبة “سولار أوربيتر” عبر المنزل “لإيداع” بعض الطاقة الإضافية. سيصطف هذا المركبة الفضائية في الجسور الستة التالية كوكب الزهرة. هذه النهائيات تساعد في الجاذبية سيعمل على تحسين وإمالة مدار Solar Orbiter ، مما يسمح للمسبار المحمي بالحرارة بالتقاط الصور المباشرة الأولى لأقطاب نجمنا ، وأكثر من ذلك بكثير.
خلال الرحلة القادمة ، من المتوقع أن تمر المركبة الشمسية المدارية على بعد 460 كم فقط من سطح الأرض في أقرب اقتراب لها ، على ارتفاع حوالي 30 كم فوق مسار محطة الفضاء الدولية. سيعبر الحلقة الثابتة بالنسبة للأرض مرتين 36000 كيلومتر من سطح الأرض وحتى عبر مدار أرضي منخفض ، أقل من 2000 كيلومتر – منطقتان تتناثر فيهما الحطام الفضائي. الائتمان: ESA
ما المخاطرة؟ كل شيء نسبي
قبل أن نقلق كثيرًا ، لنبدأ بالإشارة إلى أن خطر اصطدام المركبة الشمسية المدارية بالحطام كبير جدًا جدًا. جدا ضغير. تقضي مهمات مراقبة الأرض حياتها كلها في مدار أرضي منخفض – أكثر منطقة مليئة بالحطام في الفضاء ، وعلى الرغم من قيامها “بمناورات تجنب الاصطدام” عدة مرات في السنة ، فإن المركبة الشمسية ستقضي بضع دقائق هنا فقط بينما يتوجه إلى أقرب نهج ثم يعود إلى كوكب الزهرة.
التقط رائد فضاء وكالة الفضاء الأوروبية ، تيم بيك ، هذه الصورة من داخل قبة محطة الفضاء الدولية ، تظهر شريحة دائرية قطرها 7 مم منحوتة نتيجة اصطدام قطعة صغيرة من الحطام الفضائي ، يمكن أن تكون رقائق طلاء أو قطعة صغيرة من المعدن قطر لا يزيد عن بضعة أجزاء من المليمتر. تُظهر الخلفية فقط سواد الفضاء الحبيبي. الائتمان: وكالة الفضاء الأوروبية / ناسا
بقدر ما تكون المخاطر منخفضة ، فإن الاصطدام بالحطام على ارتفاعات منخفضة لكى يفعل لكي تصل. في عام 2016 ، أصيبت لوحة شمسية على مسبار الفضاء Sentinel-1A التابع لوكالة الفضاء الأوروبية بجسيم يُعتقد أن حجمه أقل من خمسة ملليمترات. على الرغم من حجمه ، فإن سرعته النسبية العالية تعني أنه لا يزال يتلف مساحة قطرها 40 سم ، مما أدى إلى انخفاض طفيف في الطاقة على متنه وتغييرات طفيفة في اتجاه ومدار القمر الصناعي. مئات الملايين من جسيمات الحطام بهذا الحجم موجودة حاليًا في المدار.
هابل ناسا/ تلسكوب الفضاء التابع لوكالة الفضاء الأوروبية ، أمضى 31 عامًا في مدار حول الأرض على ارتفاع حوالي 547 كيلومترًا. خلال هذا الوقت ، رأى السماء مليئة بالأقمار الصناعية والحطام و شعرت بالتأثير، لأن الألواح الشمسية الخاصة بها تعرضت للقصف والتلف بفعل جزيئات صغيرة من الحطام.
في أبريل 2020 ، حلقت BepiColombo فوق الأرض بالقرب من 12500 كيلومتر. كما أجرى مكتب الحطام الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية تحليلاً لمخاطر الاصطدام لهذا التحليق حيث مرت المركبة الفضائية عبر مدار ثابت بالنسبة للأرض ، على الرغم من أنها كانت تحلق فوق مدار أرضي منخفض مليء بالحطام. الائتمان: ESA / BepiColombo / MTM ، CC BY-SA 3.0 IGO
على الرغم من أن الخطر على المركبة الشمسية المدارية خلال تحليقها التالي فوق الأرض منخفض ، إلا أنها لا تزال “غير صفرية”. لم يواجه هذا الخطر عندما انقلبت عليه كوكب الزهرة ، ولم يكن مكتب الحطام الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية مضطرًا إلى إجراء تحليل مخاطر الاصطدام حيث تم ضغط BepiColombo مؤخرًا بواسطة Mercury ، أو متى كاسيني– طار Hugens كوكب المشتري.
على سبيل المثال ، عندما حلقت كاسيني / هيغنز فوق الأرض في عام 1999 ، بينما عادت روزيتا ثلاث مرات في 2005 و 2007 و 2009 ، ومات جونو في عام 2013 ، كان هناك عدد أقل من الأقمار الصناعية وحطام أقل وعدم وجود “مجموعات نجمية ضخمة”. فى مدار. التحليق فوق الأرض اليوم ، بينما لا يزال آمنًا ، هو أكثر خطورة من ذي قبل.
تجنب الاصطدامات بين الكواكب
بدأ مكتب الحطام الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) مؤخرًا في تقييم المخاطر استنادًا إلى مسار المركبة الشمسية المدارية والموقع المتوقع للأجسام المفهرسة التي تدور حول الأرض ، مما يوفر احتمال الاصطدام لأي نهج قريب.
في هذه الحالات ، يبدأ عدم اليقين في الارتفاع ولكنه يتناقص مع تغير مدارات الأجسام. مع اقتراب توقيت نهج التقارب ، تتحسن بيانات المراقبة لدينا ، مما يقلل من عدم اليقين بشأن موقع الكائنات المعنية. كما هو الحال دائمًا تقريبًا ، كلما عرفنا المزيد عن موضع جسمين ، زادت ثقتنا في أنهما سيعبران بعضهما البعض بأمان.
قد يبدو الفضاء وكأنه مساحة شاسعة فارغة ، لكن الأقمار الصناعية في مدار الأرض تواجه خطر الاصطدام المستمر – مع أقمار صناعية أخرى ، ميتة أو حية ، أو مع شظايا من الحطام. أصبح من الشائع الآن لمشغلي المركبات الفضائية على الطرق السريعة المزدحمة تحويل مهمتهم بعيدًا عن الخطر. في الواقع ، في وكالة الفضاء الأوروبية ، تنفذ كل مهمة في المتوسط ”مناورتين لتجنب الاصطدام” كل عام. هذه المناورات غالية الثمن. يتم قضاء ساعات على الأرض في مسح السماء وحساب المخاطر ومناورات التخطيط ، ناهيك عن الوقود الإضافي الذي يتم إنفاقه والعلوم والبيانات المفقودة التي تم جمعها عند إيقاف تشغيل الأجهزة. الائتمان: ESA / UNOOSA
ولكن في بعض الأحيان ، مع مرور الوقت ولوح الاقتراب عن قرب ، يزداد خطر الاصطدام. لكل مهمة من مهام Sentinel في مدار الأرض ، يتم إجراء مناورة تجنب الاصطدام مرة واحدة تقريبًا كل خمسة إلى ستة أشهر عندما تعتبر “المسافة المفقودة” إلى جسم آخر محفوفة بالمخاطر.
بالنسبة إلى Solar Orbiter ، في الحالة غير المحتملة التي تتطلب مناورة لتجنب تأثير محتمل ، سيتم اتخاذ القرار يوم الخميس ، 25 نوفمبر ، قبل يومين من اقتراب الاقتراب. سيتم تنفيذه يوم الجمعة ، 26 نوفمبر ، حوالي ست ساعات قبل الاقتراب من الإغلاق.
كل شيء واضح؟
بمجرد أن يخرج Solar Orbiter من مدار أرضي منخفض ويمر فوق مدار ثابت بالنسبة للأرض ، فإنه يخرج من منطقة الخطر. يجب أن يكون بعد حوالي ساعة من الحد الأدنى للمسافة من الأرض.
مع تحرك المهمة بعيدًا ، والطيران بطاقة أقل قليلاً مما جاءت به ، لن تضطر هي وفرق مهمتها إلى التفكير في الحطام الفضائي مرة أخرى. بالنسبة للبعثات التي لا تزال في المدار ، وبالنسبة للبعثات التي لم يتم إطلاقها بعد ، أصبح الوضع في الفضاء مقلقًا بشكل متزايد.
https://www.youtube.com/watch؟v=DCV8ke2KIm0
بعد عقود من عمليات الإطلاق ، دون التفكير كثيرًا في ما يجب فعله مع الأقمار الصناعية المنتهية الصلاحية ، أصبحت بيئتنا الفضائية مليئة بالحطام الفضائي. بينما تتقدم المركبة الشمسية المدارية بسرعة ، مرورًا للحظات فقط فوق الطرق السريعة المدارية للأرض ، فإنها تذكير مهم بأن مشكلة الحطام الفضائي فريدة من نوعها بالنسبة للأرض ، ومن صنعنا ، وعلينا تنظيفها.
شاهد الفيديو أعلاه لتتعرف على كيفية عمل ESA على منع تكوين حطام جديد وتنظيف ما هو موجود بالفعل.
