كيفية حرق محطة الفضاء الدولية

استغرقت ناسا وشركاؤها ما يقرب من أربعين رحلة بين عامي 1998 و 2010 لنقل ما يقرب من 900 ألف رطل من الوحدات المختلفة التي تشكل محطة الفضاء الدولية التي تبلغ قيمتها 100 مليار دولار إلى المدار. ولكن في نهاية هذا العقد ، بعد أكثر من 30 عامًا من اختراق المكون الأول لمحطة الفضاء الدولية عبر الغلاف الجوي ، ستصل محطة الفضاء الدولية إلى نهاية عمرها الافتراضي وسيتم إيقاف تشغيلها لصالح إطار خاص جديد لمحطات البحث المدارية.

المشكلة التي تواجهها ناسا هي ما يجب فعله بمحطة الفضاء الدولية بمجرد إغلاقها رسميًا ، لأنه لا يمكننا تركها في مكانها. بدون شحنات الكاشف الدافع المنتظم لإبقاء المحطة على المسار الصحيح ، سيتدهور مدار محطة الفضاء الدولية في النهاية إلى النقطة التي لن يكون فيها زخمها الأمامي كافياً للتغلب على آثار السحب الجوي، ثم العودة إلى الأرض. لذا بدلاً من انتظار خروج محطة الفضاء الدولية من مدارها أو تركها في مكانها للروس لاستخدامه كهدف تدريبيوبدلاً من ذلك ، سترمي ناسا المحطة من أعلى مثلما فعل فيدر بالباتين.

ناسا ليست غريبة على التخلص من النفايات عن طريق الترميد الجوي. لطالما اعتمدت وكالة الفضاء عليها للتخلص من النفايات والقاذفات المستنفدة والأقمار الصناعية المهجورة. تم إيقاف تشغيل المحطات الفضائية الأمريكية Skylab و Mir الروسية بهذه الطريقة.

كانت Skylab أول محطة فضاء أمريكية ، خلال 24 أسبوعًا من الاستخدام. عندما غادر آخر طاقم مكون من 3 رواد فضاء في أوائل عام 1974 ، تم دفع المحطة للمرة الأخيرة على بعد 6.8 ميل مقبرة مدار 289 ميلا. كان من المتوقع أن يبقى هناك حتى ثمانينيات القرن الماضي ، عندما أدى النشاط الشمسي المتزايد بسبب الدورة الشمسية المتزايدة التي تبلغ 11 عامًا إلى جرها في النهاية إلى عودة نارية. ومع ذلك ، أخطأ علماء الفلك في تقدير القوة النسبية لهذا الحدث الشمسي ، الذي دفع Skylab إلى زوال عام 1979.

في عام 1978 ، تلاعبت ناسا بفكرة استخدام مكوكها الفضائي الذي سيكتمل قريبًا للمساعدة في دفع Skylab إلى مدار أعلى ، لكنها ألغت الخطة عندما أصبح من الواضح أن المكوك لن يكتمل في الوقت المناسب. الجدول الزمني المعجل للعودة إلى المدرسة. كما رفضت الوكالة اقتراحا بتفجير المحطة بالصواريخ وهي لا تزال في المدار. سقطت المحطة أخيرًا في 11 يوليو 1979 ، على الرغم من أنها لم تحترق في الغلاف الجوي بالسرعة التي توقعتها ناسا. تسبب هذا في بعض قطع كبيرة إلى حد ما من الحطام لتجاوز الهدف المقصود في المحيط الهندي جنوب شرق جنوب أفريقيا وبدلاً من ذلك تهبط في بيرث ، أستراليا. على الرغم من حسابات ناسا لفرصة 1 من 152 أن قطعة من المختبر يمكن أن تصطدم بشخص ما أثناء الإنزال ، لم يتم الإبلاغ عن أي إصابات.

كان إخراج مير من المريخ أكثر سلاسة. وبعد 15 عاما من الخدمة تم هدمه في 23 آذار (مارس) 2001 على ثلاث مراحل. أولاً ، سُمح لمدارها بالتحلل على ارتفاع 140 ميلاً. بعد ذلك ، المركبة الفضائية Progress M1-5 – وهي في الأساس صاروخ قابل للفصل مصمم خصيصًا للمساعدة في إزالة مدار المحطة – رست بالمير. ثم أشعل محركه لما يزيد قليلاً عن 22 دقيقة ليهبط بدقة على منطقة بعيدة في المحيط الهادئ شرق فيجي.

بالنسبة إلى الزوال الوشيك لمحطة الفضاء الدولية ، لدى ناسا خطة – أو على الأقل فكرة جيدة – لما سيأتي. قال كيرك شيريمان ، نائب مدير برنامج محطة الفضاء التابعة لناسا: “لقد أجرينا الكثير من الدراسات”. حكى Espace.com في عام 2011. “وجدنا تغيرًا في المدار والسرعة نعتقد أنه ممكن ، ويخلق أثر حطام موجود بالكامل في المياه في منطقة غير مأهولة بالسكان.”

وفقًا لمعايير ناسا – على وجه الخصوص NASA-STD-8719.14A ، عملية تخفيف الحطام المداري – خطر الخسارة البشرية على الأرض محدود بأقل من 1 من 10000 (<0.0001). ومع ذلك، دراسة 1998 التي أجراها مكتب تكامل مهام ISS وجدت أن إعادة الدخول غير المنضبط سيؤدي إلى احتمال خسارة غير مقبول يتراوح بين 0.024 و 0.077 (2 في 100 إلى 8 في 100). تمت مناقشة عدد من بدائل وقف التشغيل التي يمكن التحكم فيها على مدى عقود ، بما في ذلك تصلب محطة الفضاء الدولية في المدار في حالة الإخلاء غير المتوقع لطاقم المحطة.

وتابع شيريمان: “لقد عملنا على الخطط وقمنا بتحديث الخطط بشكل دوري”. “لا نريد أبدًا أن نكون في وضع لا يمكننا فيه إزالة مدار المحطة بأمان. لقد كان جزءًا من البرنامج منذ البداية.”

ابتداءً من حوالي عام قبل موعد إيقاف التشغيل المقرر ، ستسمح ناسا لمحطة الفضاء الدولية بالبدء في التدهور من مدارها الطبيعي المرتفع البالغ 240 ميلاً وإرسال مركبة فضائية غير مأهولة (USV) للرسو إلى المحطة والمساعدة في دفعها إلى الأرض. سيتم إخلاء الطاقم النهائي لمحطة الفضاء الدولية قبل أن تصل المحطة إلى ارتفاع 115 ميلًا ، وفي ذلك الوقت ستطلق سفينة USV المربوطة صواريخها في سلسلة من الحروق غير المدارية لوضع المحطة في مسار التقاط فوق المحيط الهادئ.

لم تقرر وكالة ناسا بعد أي USV سيتم استخدامه. خطة عام 2019 التي وافق عليها مجلس الأمن التابع لناسا ، في أسرع وقت ممكن، على وكالة الفضاء الروسية “روسكوزموس” لتجهيز وإرسال مركبة فضاء بروغريس أخرى للقيام بما فعلته لمير. ومع ذلك ، قد لا تكون هذه السيارة متاحة عندما تكون محطة الفضاء الدولية على وشك الهبوط بسبب ينتهي التزام روسيا ببرنامج محطة الفضاء الدولية في عام 2024. في أبريل من العام الماضي ، بدأت وسائل الإعلام الحكومية الروسية في إحداث ضجة مفادها أن الدولة ستتخلى عن المحطة بالكامل بحلول عام 2025، من المحتمل أن يتم تجريد أجزاء من تلك المحطة لإعادة استخدامها في محطتها الرئيسية التالية وترك محطة الفضاء الدولية بدون طريقة موثوقة لكسر المدار. مركبة النقل الآلية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية أو مركبة أوريون متعددة الأغراض التابعة لوكالة ناسا ، على الرغم من أنها لا تزال قيد التطوير ، إلا أنها بدائل محتملة للتقدم.

وقالت المتحدثة ليا شيشير: “تواصل ناسا العمل مع شركائها الدوليين لضمان خطة آمنة لإنهاء المدار وتدرس عددًا من الخيارات”. أنا بو عبر البريد الإلكتروني في عام 2021 ، رافضًا توضيح ما قد تستلزمه هذه الخيارات ، لكنه أضاف أن أي مهمة خروج من المدار ستكون “مشتركة من قبل شراكة محطة الفضاء الدولية وستكون حساسة للمفاوضات في هذا الوقت”.

سيكون سقوط محطة الفضاء الدولية بالتأكيد مشهدًا جديرًا به الضجة الدولية التي أحاطت بزوال سكايلاب، ولكن لا يزال هناك ما يقرب من عقد من الزمان ، ولا يزال هناك الكثير من العلوم التي يتعين القيام بها. وفق يناير 2022 انتقال محطة الفضاء الدولية نقل:

تدخل محطة الفضاء الدولية الآن عقدها الثالث والأكثر إنتاجية من الاستخدام ، بما في ذلك تقدم البحث والقيمة التجارية والشراكة العالمية. تم تخصيص العقد الأول من محطة الفضاء الدولية للتجميع ، وخصص العقد الثاني للبحث والتطوير التكنولوجي وتعلم كيفية إجراء هذه الأنشطة بكفاءة أكبر في الفضاء. العقد الثالث هو الوقت الذي تهدف فيه ناسا إلى التحقق من تقنيات الاستكشاف والبحث البشري لدعم استكشاف الفضاء السحيق ، والاستمرار في إعادة الفوائد الطبية والبيئية للبشرية ، والاستمرار في إظهار ريادة الولايات المتحدة في المدار الأرضي المنخفض من خلال الشراكات الدولية وإرساء الأساس لأعمال المدار الأرضي المنخفض المستقبلية.

أكثر من نصف التجارب التي تم إجراؤها على محطة الفضاء الدولية اليوم هي لمستخدمين من خارج وكالة ناسا ، وفقًا للتقرير – بما في ذلك ما يقرب من عشرين منشأة تجارية – “مئات التجارب من الوكالات الأخرى الحكومية والأكاديمية والمستخدمين التجاريين لإعادة الفوائد إلى الناس والصناعة على الأرض من المتوقع – ويتم تشجيعه بنشاط – أن يزداد هذا التدفق للنشاط التجاري المداري بشكل أكبر خلال السنوات القليلة المقبلة حتى تتمكن البشرية بشكل جماعي من تحقيق حلم جيف بيزوس في بناء مجمع تجاري مختلط في مدار أرضي منخفض.