مركبة الفضاء المدارية الشمسية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA) تقوم بقشط الأرض من أجل مساعدة الجاذبية – وهي واحدة من أكثر رحلات الطيران الكوكبي خطورة على الإطلاق

انطباع الفنان عن مركبة سولار أوربيتر وهي تحلق فوق الأرض. الائتمان: ESA / ATG medialab

إن فرصة مواجهة المركبة الفضائية Solar Orbiter التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ESA حطامًا فضائيًا أثناء تحليقها القادم من الأرض منخفضة للغاية. ومع ذلك ، فإن المخاطر ليست صفرية وهي أكبر من أي طيران آخر قامت به وكالة الفضاء الأوروبية. إن وجود هذا الخطر على الإطلاق 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 ، ستتأرجح المركبة الشمسية المدارية في المنزل “لإسقاط” بعض الطاقة الإضافية. سيؤدي هذا إلى ترتيب المركبة الفضائية في رحلاتها الست القادمة من كوكب الزهرة. هذه نهائية يساعد الجاذبية ستعمل على صقل وإمالة مدار Solar Orbiter ، مما يتيح للمسبار المحمي بالحرارة التقاط الصور المباشرة الأولى على الإطلاق لأقطاب نجمنا ، وأكثر من ذلك بكثير.

أثناء التحليق القادم ، يُقدر أن المركبة الشمسية المدارية ستقطع مسافة 460 كيلومترًا فقط من سطح الأرض في أقرب نقطة لها – حوالي 30 كيلومترًا فوق مسار محطة الفضاء الدولية. سوف يسافر مرتين عبر الحلقة الثابتة بالنسبة للأرض على بعد 36000 كيلومتر من سطح الأرض وحتى عبر مدار أرضي منخفض ، أقل من 2000 كيلومتر – منطقتان تتناثر فيهما النفايات الفضائية. الائتمان: ESA

ما مدى خطورة؟ انها كلها مرتبطة

قبل أن نقلق كثيرًا ، لنبدأ بالإشارة إلى أن فرصة اصطدام الحطام بمركبة سولار أوربيتر هي فرصة كبيرة جدًا ، جدا صغير. تقضي بعثات مراقبة الأرض حياتها بأكملها في مدار أرضي منخفض – أكثر منطقة مليئة بالحطام في الفضاء ، وبينما تقوم بمناورات تجنب الاصطدام عدة مرات في السنة ، فإن المركبة الشمسية ستقضي بضع دقائق فقط هنا وهي تتجه نحو الأقرب ثم يغادر مرة أخرى ، فصاعدًا إلى كوكب الزهرة.

التقط رائد فضاء وكالة الفضاء الأوروبية ، تيم بيك ، هذه الصورة من داخل قبة على محطة الفضاء الدولية ، تظهر شريحة دائرية بقطر 7 مم تم اقتلاعها من جراء اصطدام قطعة صغيرة من الحطام الفضائي ، ربما تقشر طلاء أو جزء معدني صغير ليس أكبر من عدد قليل عبر الألف من المليمتر. تُظهر الخلفية فقط سواد الفضاء الحبيبي. الائتمان: وكالة الفضاء الأوروبية / ناسا

مهما كانت المخاطر صغيرة ، فإن الاصطدام بالحطام على ارتفاعات منخفضة من الأرض فعل يحدث. في عام 2016 ، أصيبت لوحة شمسية على متن مركبة الفضاء Sentinel-1A التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية بجسيم يُعتقد أن حجمه أقل من خمسة ملليمترات. على الرغم من حجمه ، فإن سرعته النسبية العالية تعني أنه لا يزال يلحق الضرر بمساحة بعرض 40 سم ، مما أدى إلى انخفاض طفيف في الطاقة الداخلية 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 (ESA) ، أمضى 31 عامًا في مدار حول الأرض على ارتفاع حوالي 547 كيلومترًا. في ذلك الوقت ، شهدت السماء امتلاء بالأقمار الصناعية والحطام و شعرت بالتأثير، حيث تم قصف الألواح الشمسية الخاصة بها وتدهورها بواسطة جزيئات الحطام الصغيرة.

في أبريل 2020 ، حلقت BepiColombo بالقرب من الأرض بالقرب من 12500 كيلومتر. كما أجرى مكتب الحطام الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية تحليلاً لمخاطر الاصطدام لهذه الرحلة أثناء مرور المركبة الفضائية عبر المدار الثابت بالنسبة للأرض ، على الرغم من أنها حلقت فوق المدار الأرضي المنخفض المليء بالحطام. الائتمان: ESA / BepiColombo / MTM ، CC BY-SA 3.0 IGO

في حين أن الخطر على Solar Orbiter أثناء تحليقها القادم من الأرض ضئيل ، إلا أنها لا تزال “غير صفرية”. لم يواجه هذا الخطر لأنه تأرجح من قبل كوكب الزهرة ، ولم يضطر مكتب الحطام الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية إلى إجراء تحليل مخاطر الاصطدام مثل BepiColombo الذي تم ضغطه مؤخرًا بواسطة Mercury ، أو عندما كاسيني– طار Hugens كوكب المشتري.

على سبيل المثال ، الرحلات الجوية السابقة على الأرض ، عندما حلقت كاسيني / هيغنز بالقرب من الأرض في عام 1999 ، حيث عادت روزيتا ثلاث مرات في 2005 و 2007 و 2009 ، وتأرجح جونو في عام 2013 ، كان هناك عدد أقل من الأقمار الصناعية ، وعدد أقل من الحطام ، وعدم وجود “مجموعات نجمية ضخمة” فى مدار. التحليق فوق الأرض اليوم ، بينما لا يزال آمنًا ، يعد أكثر خطورة مما كان عليه من قبل.

تجنب الاصطدام بين الكواكب

بدأ مكتب الحطام الفضائي التابع لوكالة الفضاء الأوروبية مؤخرًا تقييمات للمخاطر بناءً على مسار المركبة الشمسية المدارية والموقع المتوقع للأجسام المفهرسة في مدار حول الأرض ، مما يوفر احتمال تصادم لأي نهج قريب محدد.

في هذه الحالات ، يبدأ عدم اليقين عالياً ولكنه يضيق مع تطور مدارات الأجسام. مع اقتراب لحظة الاقتراب ، تتحسن بيانات المراقبة لدينا ، مما يقلل من عدم اليقين في موقع الكائنات المعنية. كما هو الحال دائمًا تقريبًا ، كلما عرفنا المزيد عن موضع كائنين ، كنا على يقين من أنهما سيمران بعضهما البعض بأمان.

قد يبدو الفضاء شاسعًا وخاليًا ، لكن الأقمار الصناعية في مدار الأرض تواجه خطر الاصطدام المستمر – مع أقمار صناعية أخرى ، ميتة أو حية ، أو مع شظايا من الحطام. أصبح من المعتاد الآن لمشغلي المركبات الفضائية في الطرق السريعة المزدحمة تحويل مهمتهم بعيدًا عن طريق الأذى. في الواقع في وكالة الفضاء الأوروبية ، تقوم كل مهمة جوية في المتوسط ​​بمناورتين لتجنب الاصطدام كل عام. هذه المناورات مكلفة. يتم قضاء ساعات على الأرض في مراقبة السماء ، وحساب المخاطر ، والتخطيط للمناورات ، ناهيك عن الوقود الإضافي الذي تم إنفاقه وضياع العلم والبيانات التي تم جمعها أثناء إيقاف تشغيل الأجهزة. الائتمان: ESA / UNOOSA

ولكن في بعض الأحيان ، مع مرور الوقت وظهور الاقتراب عن قرب ، تزداد فرصة الاصطدام. لكل مهمة من مهام Sentinel في مدار الأرض ، يتم إجراء مناورة لتجنب الاصطدام مرة واحدة كل خمسة إلى ستة أشهر تقريبًا عندما تعتبر “مسافة الخطأ” مع جسم آخر محفوفة بالمخاطر.

بالنسبة إلى Solar Orbiter ، في السيناريو غير المحتمل الذي يتطلب مناورة لإخراجها من طريق التأثير المحتمل ، سيتم اتخاذ القرار يوم الخميس 25 نوفمبر ، قبل يومين من الاقتراب القريب. سيتم أداؤه يوم الجمعة 26 نوفمبر ، حوالي ست ساعات قبل الاقتراب من الإغلاق.

كله واضح؟

بمجرد أن يأتي المدار الشمسي من مدار أرضي منخفض ويمر فوق مدار ثابت بالنسبة للأرض ، فإنه يصبح خارج منطقة الخطر. يجب أن يكون هذا بعد حوالي ساعة واحدة من الحد الأدنى للمسافة إلى الأرض.

مع اقتراب المهمة ، الطيران باستخدام طاقة أقل قليلاً مما وصلت إليه ، لن تضطر هي وفرق مهمتها أبدًا إلى التفكير في الحطام الفضائي مرة أخرى. بالنسبة للبعثات التي لا تزال في المدار ، وبالنسبة للبعثات التي لم يتم إطلاقها بعد ، فإن الوضع في الفضاء يصبح أكثر إثارة للقلق من أي وقت مضى.

https://www.youtube.com/watch؟v=DCV8ke2KIm0

بعد عقود من عمليات الإطلاق ، مع القليل من التفكير فيما يمكن فعله بالأقمار الصناعية في نهاية حياتها ، أصبحت بيئتنا الفضائية مليئة بالحطام الفضائي. أثناء مرور المركبة الشمسية المدارية ، مرورًا للحظات عبر الطرق السريعة المدارية للأرض ، فإنها تذكير مهم بأن مشكلة الحطام الفضائي فريدة من نوعها بالنسبة للأرض ، ومن صنعنا ، ومشكلة تنظيفنا.

شاهد الفيديو أعلاه للتعرف على كيفية عمل ESA لمنع إنشاء المزيد من الحطام وتنظيف ما هو موجود بالفعل.