بیش از نیم قرن از پرتاب اولین ماهواره به فضا می گذرد و پس از آن ماهواره های متعدد بی شماری برای کاربرد های مختلفی همچون ارتباطات سنجش کارهای نظمی و جاسوسی راهی فضا شد اما بحث داغی که در حال حاضر در میان دانشمندان وجود داره زباله های فضایی است که همه با توسعه فناوری ماهواره‌ها و سیستم‌های حمل و نقل فضایی بر حجم آنها نیز افزوده می‌شود.

زباله فضایی شامل چه چیزهایی می شود؟

زباله های فضایی اشیاء مختلفی هستند که در مدار زمین در حال چرخش می باشند و توسط انسان ها به فضا ارسال شده اند که در حال حاضر فاقد هر گونه بهره مندی می باشند.

طبق تحقیقات انجام شده برآورد می شود که تعداد آن ها حدود ده ها میلیون عدد می باشد که بیش از پانصد هزار تای آن ها در هنگام چرخش در مدار زمین رهگیری می شوند و با افزایش میزان این زباله ها دراطراف کره آبی ما خطر برخورد آنها با ماهواره‌ها، تلسکوپ ها و حتی ایجاد خطر برای مأموریتهای فضایی دارای سرنشین بیش از پیش افزایش می یابد.

ناسا در آخرین بررسی های خود توانست حدود 21 هزار قطعه زباله بزرگتر از 10 سانتیمتر که در اطراف زمین درحال حرکت هستند را شناسایی کرده و احتمال می دهد 500 هزار قطعه به اندازه یک سانت و 100 میلیون قطعه کوچکتر از آن نیز اطراف زمین درحال چرخش می باشند.

چگونگی تشکیل زباله های فضایی

اطراف زمین زباله هایی از سکوهای موشکهای استفاده شده، ماهواره هایی که دیگر مأموریتی ندارند و توده ای از زباله در قطعاتی در اندازه های 2 سانتیمتری که در نتیجه برخورد اشیائی که در مدار زمین حرکت می کنند ایجاد شده اند.

زباله های فضایی شامل قطعات از کار افتاده ماهواره ها، وسایلی که از دست فضانوردان به فضا می افتد و حتی لایه رنگی که ممکن است از بدنه فضاپیماها کنده شده باشد است که با سرعتی حدود 17 هزار و 500 مایل بر ساعت در حال چرخش به دور مدار زمین می باشند که زباله ها حتی اگر به کوچکی و سبکی لایه رنگ کنده شده از بدنه فضاپیماها باشد هم به دلیل سرعت بالای چرخش خود می تواند با یکی از ماهواره های در حال ماموریت برخورد و به آن آسیب برسانند.

اهمیت این موضوع به طوری است که گاهی اوقات در برخی از سایت ها خبر عبور یک زباله فضایی از کنار ماهواره ها را دیده و اخبار پر سرو صدای آنها را نیز می شنویم.

زباله های فضایی چه مشکلاتی را به وجود می آورند

زباله های فضایی به دلیل سرعت بالایی که در چرخش به دور مدار زمین دارند خطرات جبران نا پذیری را ایجاد می کنند این زباله ها که می تواند حتی رنگ کنده شده از بدنه فضا پیماها باشد یکی از تهدید آمیزترین خطرات فضایی به شمار می آید.

به طور مثال یکی از مهمترین خطراتی که زباله های فضایی ایجاد کرده اند مربوط به هشتم تیر سال ۱۳۹۰ می شود که شی ناشناخته از فاصله‌ای در حدود ۳۳۰ متری ایستگاه بین‌المللی فضایی عبور کرد و خطر برخورد آن با ایستگاه به اندازه قابل توجهی بالا بود به طوری که فضانوردان مستقر در ایستگاه در دو کپسول سایوز پناه گرفته اند.

هفته گذشته نیز دو قطعه زباله فضایی متعلق به ماهواره روسیه و موشک هند از فاصله نسبتا خطرناکی با ایستگاه بین المللی فضایی (ISS) عبور کردند.

نجات تلسکوپ فرمی در اقدامی ناامیدانه

ناسا سیستمی را طراحی کرده که محل عبور زباله های فضایی را دنبال و آنها را ثبت می کند این سیستم پیش بینی کرده که تلسکوپ فضایی فرمی با ماهواره روسیه کوسموس 1805 برخوردی جدی خواهد داشت که منجر به نابود آن می شود.

ماهواره کوسموس 1805 در سال 1986 به فضا پرتاب شده و مدتها است که مأموریت آن به اتمام رسیده اما هنوز با سرعت 24 هزار کیلومتر در ساعت به دور کره زمین در حال چرخش می باشد.

تیم طراح و هدایتگر تلسکوپ فضایی فرمی در اقدامی ناامیدانه کنترل کنندگان نیروی رانش این تلسکوپ را برای یک ثانیه روشن کردند تا بتوانند به واسطه این نیرو تلسکوپ را از مسیر ماهواره خاموش روسی منحرف کنند و در اوج ناباوری آنها موفق شدند تلسکوپ فضایی فرمی را به اندازه کافی حرکت داده و به فاصله 10 کیلومتری از ماهواره روسی برسانند.

زباله های فضایی حفره ای بر روی ایستگاه بین المللی فضایی ایجاد کردند

کریس هدفیلد فضانورد کانادایی که  فرمانده ماموریت اکتشاف 35 ایستگاه بین المللی فضایی می باشد در تصاویر نجومی که تهیه کرده از یک حفره کوچک که در یکی از پنل های خورشیدی ایستگاه به وجود آمده و نمایان بود عکسبرداری کرده است.

کارشناسان پس از مدت ها بررسی اعلام کردند که این حفره احتمالا به واسطه یک تکه زباله فضایی ایجاد شده است .

با هر تصادف ماهواره ای زباله های فضایی افزایش می یابد !

در سال 2009 ، دو ماهواره ارتباطی ایریدیوم 33 آمریکا و کوسموس 2251 روسیه برفراز آسمان سیبری با سرعت بیش از 40 هزار کیلومتر در ساعت با هم برخورد کردند در اثر این برخورد علاوه بر اینکه هر دو ماهواره منفجر شدند ،میزان زباله های فضایی اطراف زمین نیز به طور چشمگیری افزایش یافتند.

این دو ماهواره پس از برخورد و انفجار تکه‌های فلزی کوچک و بزرگی اصلی آنها جدا و در جهات مختلف در فضا پرتاب شد و علاوه بر اینکه این دو ماهواره را که با هزینه و تلاش های فراوان راهی فضا شده بود از کار انداخت اتفاق تازه و مخرب تری نیز در فضا راه اندازی کرد و این اتفاق چیزی نبود جز زباله های فضایی.

قطعات ریزتری که در جریان این برخورد در اطراف کره زمین در حال چرخش بودن در هنگام حرکت باز هم با یکدیگر برخورد کرده و شمار قابل توجهی از ریززباله‌های فضایی را به صورت خوشه‌ای تولید کردند.

کمربندی در اطراف زمین برای زباله‌های فضایی

این وضعیت تا آن حد نگران‌کننده شده است که دانشمندان از عنوان کمربند زباله‌های فضایی استفاده می‌کنند. در نیم قرن گذشته و بخصوص در چند دهه اخیر دانشمندان بتدریج بر هشدارهای خود درخصوص مخاطرات زباله‌های فضایی افزوده‌اند.

ستاره شناسان بر اساس فریضه ای منطقی اعلام کردند در صورت برخورد احتمالی یکی از این زباله‌ها با ماهواره‌ها یا سیستم‌های حمل و نقل فضایی، فاجعه‌ای روی خواهد داد که بدون شک تاثیرات منفی بر توسعه اکتشافات فضایی خواهد داشت ولی در دهم فوریه سال 2009 یکی از ماهواره های  ارتباطاتی فعال در فضا با یک ماهواره از کارافتاده روسی در ارتفاع 800 کیلومتری منطقه سیبری برخورد شدیدی کرد و دو هزار تکه زباله فضایی بر مجموعه زباله‌های فضایی اطراف زمین افزود که این اتفاق زنگ خطر را برای سایر ماهواره‌های در حال سرویس دهی به صدا در آورد به گونه ای که در پی این حادثه ناسا و وزارت دفاع آمریکا کنفرانس بین‌المللی را برگزار کردند تا راهکاری جدی و موثر برای جمع‌آوری این زباله‌ها ارائه دهند.

ترفندهای از بین بردن زباله های فضایی

انفجارها و اتفاقاتی که تا کنون توسط زباله های فضایی برای ماهواه ها ،تلسکوپ ها و ایستگاه بین المللی فضایی به وجود آمده موجب شده تا دانشمندان و مهندسان علوم فضایی تصمیمات جدی تری برای زباله های سرگردان در اطراف زمین که با سرعت قابل توجهی در حال چرخش هستند بگیرند.که برخی از آنها عبارتند از:

در سال‌های اخیر و همزمان با افزایش سفرهای سرنشین دار فضایی ردیابی زباله‌های فضایی بزرگ که ممکن است خطرات جدی برای سلامت فضانوردان و همچنین سیستم‌های حساس ماهواره‌ها به دنبال داشته باشد به عنوان یک مسوولیت جدی برای کارکنان علوم فضایی ابلاغ شد.

هم‌اکنون نیز در آژانس‌های فضایی کشورهای مختلف جهان تیم‌های مخصوصی از دانشمندان علوم فضایی تشکیل شده‌اند که وظیفه اصلی آنها ردیابی دقیق مسیر حرکتی زباله‌های بزرگ و چشمگیر میباشد و امید می رود که از این پس  فضاپیماها و بخصوص فضاپیماهای سرنشین‌دار با ایجاد تغییراتی در مسیر حرکتی خود از خطر تصادف با این زباله‌ها دور می‌شوند.

پس از حادثه ای که بر فزار سیبری روی داد سازمان ملل در سال 2007 پیشنهاد قابل تاملی در این زمینه مطرح کرد که براساس آن باید تمامی تجهیز سیستم‌های حمل و نقل فضایی و حتی ماهواره‌ها به سیستم پیش رانش اضطراری و فعال‌سازی در مواقع ضروری مجهز باشند تا چنین حوادثی دوباره رخ ندهد.

در کنفرانس سال 2007 سازمان ملل پیشنهاد جالب توجه دیگری نیز مطرح شد و آن چیزی نبود جز استفاده از کابل هادی الکتریسیته و اتصال آن به ماهواره یا سایر سیستم‌های فضایی از کارافتاده و به دام انداختن آنها در میدان مغناطیسی زمین و در نهایت کشاندن آنها به داخل اتمسفر که در نهایت به از بین رفتن آنها در این منطقه منجر می‌شود.

ایده دیگری که به نظر می‌رسد قابلیت بررسی کردن داشته باشد طراحی نوعی سیستم جمع‌آوری زباله فضایی مشابه کامیون‌های مخصوص حمل و فشرده‌سازی زباله در فضا است.

البته فراموش نکنید که تمام این روش‌ها عمدتا برای جمع‌آوری و نابودی زباله‌های فضایی با ابعاد بزرگ است.

اما درخصوص زباله‌های کوچک چه باید کرد؟ این دسته از زباله‌های فضایی گرچه ابعاد کوچک‌تری دارند اما آنها نیز می‌توانند خطرساز باشند. استفاده از لیزر در مدار زمین یکی از پیشنهادهای راهبردی برای نابودی زباله‌های کوچک در فضا است.

نابودی زباله های فضایی به وسیله ماهواره انتحاری!

دانشمندان ماهواره های انتحاری سبک وزنی طراحی کرده اند که با اتصال به بادبان های فضایی غول پیکر قادر به کشیدن و از بین بردن زباله های فضایی به سمت جو زمین هستند که عاقبت سوخته و از بین می روند.

این بادبان فضایی غول پیکر که  CubeSail‌ نام دارد توسط محققان انگلیسی طراحی شده و توانایی حمل ماهواره هایی با وزن 2.72 کیلوگرم را به سمت مدار زمین جهت نابودی دارد ؛به طوری که وقتی ماهواره بر روی یک هدف در فضا ثابت می شود، بادبان های بزرگ خورشیدی آن گسترش یافته و با کاهش دادن سرعت حرکت زباله فضایی، آن را از کمربند زباله ای خارج و وارد جو برای سوختن می کند.

درمیان طرح های مطرح شده مانند شلیک لیزر به سمت زباله های فضایی این پروژه بسیار کم هزینه و مقرون به صرفه تر می باشد که مهندسان انگلیسی فعالیت بر این طرح را از سه سال گذشته آغاز و اولین ماهواره از این نوع ماهواره ها را تا پایان سال جاری میلادی با نام Space Sail‌ به فضا پرتاب خواهند کرد.