چه تعداد ماهواره در اطراف زمین هست؟ - مجله آی سیب

به گزارش خبرنگاران از ایسنا، 143 ماهواره در اشکال و اندازه های مختلف بر روی موشک فالکون اسپیس ایکس سوار شدند تا از فلوریدا به فضا پرتاب شوند.

رکورد قبلی برای یک شرکت وسایل نقلیه هندی بود که در سال 2017، 104 ماهواره را با خود حمل نموده بود.

این ها نشانه تغییرات ساختاری عظیم تری در زمینه فعالیت های فضایی است که باعث می گردد افراد بیشتری در آن دخیل شوند.

این تغییرات نتیجه انقلابی در فراوری اجزای مقاوم، کوچک و کم هزینه است که بیشتر آن ها مستقیما از وسایل برقی مثل تلفن های هوشمند گرفته شده و این بدان معناست که اکنون هرکسی می تواند یک ماهواره مناسب کوچک بسازد و با پیشنهاد اسپیس ایکس مبنی بر ارسال این ماهواره ها تنها با پرداخت یک میلیون دلار، فرصت های تجاری ادامه خواهد داشت.

شرکت اسپیس ایکس بر روی موشک فالکون خود 10 ماهواره استارلینک (starlink) داشت که قرار است اینترنت پهن باند را به سراسر دنیا برساند.

شرکت پلنت (Planet) سانفرانسیسکو بیشترین ماهواره را در این موشک برای ارسال به فضا داشته است.

این ماهواره ها گروهی دیگر از ماهواره های موسوم به سوپر داو (Super Dove)بودند که برای تصویربرداری روزانه از سطح زمین با وضوح سه تا پنج متر مورد استفاده قرار می گیرند. این فضاپیما تعداد ماهواره های در گردش این شرکت را به بیش از 200 عدد می رساند.

سوپر داوها به اندازه یک جعبه کفش هستند .در حالی که بسیاری دیگر از محموله هایی که در فالکون بودند اندازه ای کمی عظیم تر از یک لیوان قهوه داشتند و برخی حتی از یک جلد کتاب نیز کوچک تر بودند.

شرکت فناوری اسوارم(Swarm) نیز ماهواره ای به نام اسپیس بیز (SpaceBees) را فراوری نموده که اندازه آن ها 10 در 10 در 2.5 سانتی متر است.

آنها به عنوان شبکه ارتباطی عمل می نمایند تا تمام دستگاه های روی زمین که به اجسام مختلف وصل است از حیوانات مهاجرت نماینده گرفته تا کانتینرهای حمل و نقل را به شبکه متصل کند.

برخی موارد عظیم تر در موشک فالکون به اندازه یک چمدان بودند که در میان آن ها چندین ماهواره رادار وجود دارد. این رادارها بیشترین سود را از انقلاب فراوری اجزای تشکیل دهنده بردند.

ماهواره های رادار سنتی عظیم بودند و وزنی چند تنی داشتند. به همین دلیل ارسال آن ها به فضا صدها میلیون دلار هزینه داشت و این به آن معنا بود که تنها سازمان های عظیم فضایی و ارتش می توانست از پس هزینه پرتاب آن ها برآیند. اما استفاده از مواد جدید و قطعات کوچک اندازه آن ها را به طور چشم گیری کاهش داد و به زیر 100 کیلوگرم رساند همچنین هزینه های پرتاب آن ها به چندین میلیون دلار تقلیل پیدا کرد.

ماهواره های شرکت های آیسای (Iceye) از فنلاند، کاپلا (Capella) و آمبرا(Umbra) از ایالات متحده و IOPS از ژاپن نیز از دیگر مسافران این موشک بودند. این شرکت های نوپا قصد دارند با تشکیل مجموعه ای از ماهواره ها در فضا تصاویری سریع و پی درپی از زمین گرفته و مخابره نمایند.

ماهواره رادار مزیت دیگری نسبت به سایر دوربین های نوری استاندارد دارد و آن این است که می تواند از میان ابرها تصویر بگیرد. چه شب باشد چه روز. ما در عصری زندگی می کنیم که هر تغییری در کره زمین هر کجا که اتفاق بیفتد بلافاصله ثبت می گردد.

فالکون این 143 ماهواره را در مدار قطبی در فاصله 500 کیلومتری زمین قرار داد. این یکی از معایب ارسال همزمان چندین ماهواره باهم است.

ماهواره شما جایی خواهد رفت که موشک برود و برای برخی این مدارها ایده آل نیست. تعدادی از ماهواره ها می خواهند در ارتفاعی کمتر یا بیشتر قرار گیرند یا در جهتی متفاوت نسبت به خط استوا.

این امر با استفاده از فضاپیمای اسپیس تاگ (space tug) محقق می گردد. تاگ که از بخش بالای موشک خارج می گردد تنظیمات نهایی ماهواره ها را طی چند هفته انجام می دهد.

فالکون دو عدد از آن با خود به فضا برده است. اما برای برخی ماموریت های فضایی ارسال اختصاصی تنها راهکار مطلوب است و به همین دلیل است که امروزه شاهد هجوم فراوری موشک های کوچکی هستیم که پروازهای اختصاصی انجام می دهند اما این موشک های کوچک نمی توانند در هزینه با موشک های عظیم تر رقابت نمایند اما می توانند نظر افرادی که نیازهای منحصر به فرد و یا فوری دارند را جلب نمایند.

دن هارت(Dan Hart) مدیرعامل شرکت ویرجین اوربیت(Virgin Orbit) که موشکی کوچک ساخته که می تواند از زیر بال هواپیمای بوئینگ 747 پرتاب گردد به بی بی سی می گوید: شرکت های استارت آپ باهوش تر شده اند. این ماهواره های کوچک قبلا مورد توجه زیادی بوده اند و ارزان ترین راه ممکن برای رفتن به فضا. اما این موضوع به سرعت در حال تغییر است و اکنون این تجارت ها با ماموریت های حساس خود اگر منتظر دیگران بمانند و یا به مدارهای نامناسب بروند ممکن است بازده و منافع شان را از دست بدهند.

با سرعت دریافت ارسال ماهواره ها به مدار موضوع ترافیک فضایی بسیار قوت گرفته است. برخورد کامل دو ماهواره به هم اتفاق نادری است اما به طرز شگفت آوری اکنون تعداد زیادی از ماهواره ها چیزی حدود 10 درصد به طور ناگهانی دچار تغییرات غیر منتظره ای می شوند که احتمالا نتیجه برخورد بخشی از ماهواره های ماموریت های قبلی به آن هاست.

بخش فضایی باید راه های هوشمندانه تری برای ردیابی اجسامی که در مدار هستند پیدا کند و زمان هایی را برای مانور ممنوع اعلام کند در غیر این صورت برخی از ارتفاعات به دلیل وجود زباله های فضایی ناامن و غیرقابل استفاده خواهند شد.

جاناتان مک داول(Jonathan McDowell) از مرکز اخترفیزیک هاروارد-اسمیتسونیان(Harvard-Smithsonian) مورخ برجسته فضانوردی گوید: اکنون بیش از سه هزار ماهواره در مدار قرار گرفته است تعداد ماهواره های پرتاب شده سال گذشته بیش از 1200 عدد بوده که بیشتر از دو برابر هر سال دیگری است و تعدادی که امروز ارسال شدند برابر با تعدادی است که پیش از این در طول یک سال ارسال می شد. فضا به شدت در حال شلوغ شدن است.

ویل مارشال(Will Marshall) ، مدیرعامل شرکت پلنت می گوید: شرکت او و در واقع همه شرکت هایی که در پرتاب اخیر حاضر بودند، از این موضوع آگاهند. او به بی بی سی گفت: ما شاهد شلوغی مدارهای خاصی هستیم. بیشتر این مدارهای شلوغ در خطر سندرم کسلر (Kessler Syndrome) هستند.

چه تعداد ماهواره در اطراف زمین هست؟

ماهواره ها بخشی مهم از زیرساخت های ما هستند و به ما در استفاده از موقعیت یاب ها، دسترسی به اینترنت و مطالعات زمین شناختی یاری می نمایند.

اما چه تعداد ماهواره در مدار زمین در حال گردش است؟ در حال حاضر چیزی حدود 6000 ماهواره در مدار سیاره کوچک ما می گردند که حدود 60 درصد آن ها ماهواره های از کار افتاده و زباله های فضایی هستند و تقریبا 40 درصد از آن ماهواره های فعال هستند. بر طبق اعلام سازمان The Union of Concerned Scientists در آوریل سال 2020، دو هزار و 666 ماهواره فعال در مدار زمین می چرخند که 1007 مورد برای مصارف ارتباطی هستند 446 مورد برای مشاهده زمین و 97 مورد برای اهداف ناوبری و موقعیت یابی استفاده می شوند.

طبق محاسبه شرکت Euroconsult که در زمینه فضا فعالیت دارد، در دهه های پیش رو سالانه 990 ماهواره به فضا پرتاب خواهد شد و این بدان معناست که تا سال 2028 حدود 15 هزار ماهواره در مدار زمین خواهد بود. با احتساب 12 هزار ماهواره استارلینک که شرکت اسپیس ایکس می خواهد بفرستد و همچنین برنامه فضایی شرکت آمازون رقابت فضایی با سرعت زیادی ادامه خواهد داشت.

اما زباله فضایی چیست؟

زباله فضایی یا بقایای فضایی شامل هر قطعه ای از ماشین آلات باقی مانده انسان در فضاست که می تواند شامل قطعاتی عظیم مثل ماهواره های از کار افتاده باشد یا قطعات کوچک تر مثل یک تکه رنگ کنده شده از سطح یک موشک. برخی از این زباله ها روی ماه فرود آمده اند.

چقدر زباله فضایی در فضا وجود دارد؟

در حالی بیش از سه هزار ماهواره فعال در مدار وجود دارد بیش از 3 هزار ماهواره از کار افتاده نیز در مدار است.

همچنین بیش از 34 هزار قطعه زباله با اندازه بیش از 10 سانتی متر و میلیون ها قطعه کوچک تر وجود دارند که اگر با چیزی برخورد نمایند می تواند فاجعه بار باشد.

زباله های فضایی چگونه وارد فضا می شوند؟

تمام زباله های فضایی ناشی از ارسال اجسام مختلف به فضاست و تا زمانی که به سطح زمین بازنگردند در فضا می مانند. برخی از آن ها که به جو نزدیک تر هستند می توانند به جو بازگردند و پیش از رسیدن به سطح زمین کاملا می سوزند. اما آن دسته که در ارتفاعات بالاتری هستند یعنی 36 هزار کیلومتری مثل ماهواره های ارتباطی و آب و هوا در مدار زمین ثابت قرار می گیرند و می توانند برای مدت صد تا هزار سال به دور زمین بگردند.

برخی از این زباله های فضایی در اثر برخورد ماهواره ها و یا آزمایشات ضد ماهواره ای به وجود می آیند. پس از برخورد این ماهواره ها تبدیل به هزار قطعه می شوند و فراوری میزان زیادی آلودگی می نمایند. موضوع نادر دیگر آن است که برخی کشورها مثل چین، آمریکا و هند از موشک برای منفجر کردن ماهواره های خودشان استفاده می نمایند.

زباله های فضایی چه خطراتی برای اکتشافات فضایی دارند؟

خوشبختانه این زباله های فضایی در حال حاضر مسئله ای برای اکتشافات فضایی ایجاد نمی نمایند و مشکل عظیم را برای سایر ماهواره ها ایجاد می نمایند.

این ماهواره ها نباید به این زباله ها برخورد نمایند تا آسیب نبینند و از بین نروند. به طور کلی، در میان تمامی ماهواره ها، سالانه صدها مانور برای جلوگیری از برخورد رخ می دهد از جمله مانورهایی که توسط ایستگاه فضایی بین المللی(ISS) انجام می گردد. جایی که فضانوردان در آن مستقرند.

خوشبختانه، این برخوردها نادر هستند آخرین برخورد فضایی یک ماهواره با زباله های فضایی در سال 2009 اتفاق افتاده است و وقتی نوبت به کاوش بخش هایی بالاتر در مدار زمین باشد هیچ کدام از این مسائل وجود ندارد.

چگونه می توان فضا را تمیز کرد؟

سازمان ملل از تمامی شرکت ها می خواهد که ماهواره هایشان را تا 25 سال پس از اتمام ماموریتشان از فضا خارج نمایند. از آن جا که احتمال خرابی ماهواره ها وجود دارد برای حل این مشکل شرکت های مختلف از سراسر دنیا راهکار هایی جدید ارائه دادند. این راهکار ها شامل پاکسازی بقایای این ماهواره ها با کشیدن آن ها به سمت جو است جایی که در آن به طور کامل می سوزند.

برای این کار می توان از نوعی نیزه استفاده کرد و یا آن ها را در دام توری عظیم انداخت، از آهن ربا استفاده کرد و یا حتی با استفاده از لیزر به افزایش کشش جوی آن یاری کرد تا به سمت جو حرکت کند. اگرچه این روش ها تنها برای قطعات عظیم کاربرد دارد و نمی توان قطعات کوچک را جمع آوری کرد تنها باید منتظر بود تا به طور طبیعی به جو زمین برگردند.

سندرم کسلر چیست؟

این ایده توسط دانشمند ناسا دونالد کسلر (Donald Kessler) در سال 1978 بیان شد. او گفت اگر میزان زیادی زباله فضایی در فضا باشد می تواند باعث ایجاد یک واکنش زنجیره ای از برخوردها گردد و برخوردهای بیشتر قطعات بیشتری فراوری می نمایند تا جایی که مدار زمین غیرقابل استفاده گردد. اگرچه رخ دادن آن به این زودی ها امکان پذیر نیست اما برخی از متخصصان نگرانند که انواعی از آن روزی مشکل ساز گردد و باید گام هایی در جهت جلوگیری از رخ دادن آن برداشته گردد.

آیا این زباله های فضایی در آینده مشکل ساز می شوند؟

بله. شرکت ها در حال برنامه ریزی برای ارسال گروهی از ماهواره ها برای رساندن اینترنت به سراسر دنیا هستند. این شرکت ها که شامل اسپیس ایکس و آمازون می گردد قصد دارند هزاران ماهواره برای این منظور به فضا بفرستند. در صورت موفقت آن ها 50 هزار ماهواره دیگر به مدار اضافه خواهد شد که این به معنای آن است که باید مانورهای بیشتری برای جلوگیری از برخوردها انجام گردد.

در سپتامبر 2019 ، آژانس فضایی اروپا اولین مانور ماهواره ای خود را برای جلوگیری از برخورد با یک مگا ماهواره را انجام داد. جلوگیری از برخورد با ماهواره های فعال کاری غیرمعمول است. با اطمینان از این موضوع که ماهواره ها در مدت زمان معینی پس از اتمام ماموریت شان پاکسازی می شوند می توان مشکل زباله های فضایی را حل کرد.

مدار زمین به ما این امکان را می دهد تا سیاره خود را مورد مطالعه قرار دهیم، شبکه ارتباطی داشته باشم و موارد دیگر و مهم است که از آن به نحوی استفاده کنیم که نسل های آینده نیز بتوانند از مزایای آن بهره مند شوند.