زباله های فضایی: ایستگاه بازیافت فضایی تا ۲۰۵۰

حدود 22000 شیء بزرگ در حال چرخش به دور زمین هستند، از جمله ماهواره­های در حال کار، ماهواره­های از رده خارج و قطعات موشک­های قدیمی که از سفرهای فضایی گذشته به جا مانده­اند. اگر تمام وسایلی را که فضانوردان هنگام معلق بودن در فضا رها کرده­اند و خرده زباله­های باقی مانده از برخورد ماهواره­ها که به اندازه­ی 1 سانتی متر هستند را نیز اضافه کنیم، در مدار زمین حدود یک میلیون قطعه زباله ­ی فضایی وجود دارد.

این اعداد احتمالاً کم­تر از مقدار واقعی هستند. با پرتاب ماهواره ­ها و موشک­ ها در هر سال، برخورد با زباله ­های فضایی محتمل ­تر می­شود. از دست دادن ماهواره می­تواند پیامد هایی از قبیل ضعیف شدن آنتن تلویزیون و یا پیش بینی نادرست هوایی را به دنبال داشته باشد که این موضوع می­ تواند تاثیرات مهیبی داشته باشد مانند: تشخیص نادرست مسیر هوایی برای هواپیماها و یا مطلع نبودن از وقایعی همچون گردبادی که به سمت مردم روان است.

برای تمیز کردن فضا، به یک راه حل برای طولانی مدت نیاز داریم. گروه توسعه­ی "دروازه­ی زمین" مجموعه­ای از دانشگاهیان دانشگاه­های سراسر جهان است که پیشنهاد می­دهند این تهدید بالقوه را به یک فرصت تبدیل کنند. تا سال 2050، دروازه­ی زمین، یک ایستگاه فضایی کاملاً عملیاتی خواهد بود که امکان بازیافت ماهواره­های قدیمی و زباله­های دیگر را خواهد داشت.

مدارهای زمین         

دو مدار اصلی وجود دارد که ماهواره­ها در آن هستند. مدار پایین زمین (لئو) حدود 200 کیلومتر تا 1000 کیلومتر بالاتر از زمین است و جایی است که ایستگاه فضایی بین­المللی هر 90 دقیقه به همراه هزاران ماهواره دیگر در مدار کره زمین می چرخد. در فاصله 36000 کیلومتری، نیروها روی ماهواره­ها عمل می­کنند و باعث می­شوند که آن­ها در مدار خود بمانند. به این مدار، مدار زمین ساکن (ژئو) گفته می­شود. ماهواره­ها در اینجا در بالای یک نقطه­ی واحد روی زمین، ثابت هستند و برای پیش بینی هوا و ارتباطات مفید هستند.

مدار لئو بسیار پر شده است. بنابرین خطر برخورد در آن وجود دارد و می­تواند موجب بارانی گسترده از خرده زباله­ها شود که با سایر ماهواره­ها برخورد می­کنند و در یک واکنش زنجیره­ای باعث ایجاد خرده ریزهای بیشتر و بیشتر می­شوند. سرانجام تمام مدار می­تواند آنقدر پر از خرده زباله­ها شود که غیرقابل استفاده گردد. بسیاری از زباله­ها در حال حاضر موجب پر شدن مدار لئو شده­اند، اما اکنون فناوری نابود کردن زباله­ها در حال توسعه و آزمایش است، اگرچه اوضاع برای ژئو دشوارتر است.

در ژئو، هنگامی که یک ماهواره به پایان عمر خود می­رسد، صاحبان آن تلاش خواهند کرد تا آن را در مداری بالاتر (گورستان) قرار دهند تا حدود 300 تا 400 کیلومتر دورتر از منطقه­ی حفاظت شده­ی بین­المللی رها شود. اما فقط حدود 80٪ از تمام ماهواره­هایی که در ژئو به پایان عمر خود می­رسند، راه خود را به مدار گورستان طی می­کنند. 20٪ دیگر نیاز به رسیدگی فوری دارند و در اینجا یک مرکز بازیافت در فضا می­تواند کمک کند.

Space junk: a recycling station could be cleaning up in Earth orbit by 2050

یک تصویر کامپپیوتری از ماهواره­ها در لئو و ژئو، به استثنای بقایایی که تعدادشان از ماهواره­ها بسیار فراتر رفته است.

بازیافت در فضا

مدار گورستان واقعاً یک زباله­دان متروک است که مسئولی برای رسیدگی ندارد. در آن جا نورهای درخشان گذرایی دیده شده است و اعتقاد بر این است که ماهواره­ها در آن جا با هم برخورد می­کنند یا بر اثر سوخت­هایی که بلا استفاده مانده­اند یا باتری­های خراب، منفجر می­شوند و این آوارها امکان بازگشت دوباره به ژئو را دارند و می­تواند تهدیدی برای ماهواره­های این مدار باشند.

در حال حاضر قانون و راه حلی برای جمع آوری زباله­های فضایی نیست. حتی اگر یک ماهواره خارج از کنترل به سمت یکی از ماهواره­های در حال کار بیاید که میلیاردها دلار ارزش دارد، توافق­های بین المللی هر اقدامی برای حذف آن را بدون اجازه­ی صاحبش ممنوع می­کند، حتی اگر یک پهپاد فضایی بتواند مداخله کرده و آن را به مدار قبرستان بفرستد.

 با تعمیر، استفاده­ی مجدد و یا بازیافت ماهواره­ها " زباله های فضایی" در تأسیسات موجود در مدار زمین، این مواد می­توانند به ساخت فضاپیماهای آینده یا پایگاه­های اکتشافی مانند پایگاه روی ماه کمک کنند. با استفاده کردن از منابعی که هم اکنون در فضا سرگردان است، می­توان هم از هزینه­های پرتاب مواد به فضا جلوگیری کرد و هم از زباله­های فضایی کاست. این کار مانند ساختن خانه در انگلیس از مواد محلی به جای وارد کردن آجر از استرالیا است.

بازیافت ماهواره­ها نه تنها می­توانند مواد اولیه را برای ساخت و سازهای بیشتر در فضا فراهم کنند، بلکه یک جریان سود آور برای سرمایه گذاری در این کار هم ایجاد می­کند. تحقیقات، مداری در 150 كیلومتر دورتر از ژئو که به كل ژئو دسترسی خواهد داشت را نشان داد. از آنجا می­توان اگر نیاز بود تمام ماهواره­ها را به منظور سرویس کردن آن­ها با هواپیماهای بدون سرنشین فضایی به مرکز بازیافت برد.

ارائه این خدمات می­تواند بیش از 8 میلیارد دلار در سال به ارمغان بیاورد، اما قوانین فضایی که حاکم بر این کار می­باشد منسوخ شده و نیاز به بازنگری دارند. خوشبختانه، این مطلبی است که سازمان ملل متحد در حال حاضر روی آن کار می­کند، و اعضای ما برای غلبه بر موانع با آن­ها همکاری می­کنند.

اگر این ماهواره­ها دیگر قابل سرویس نباشند، می­توان ازبدنه­ی آن برای اهداف دیگر استفاده کرد. برخی از مواد بازیافت شده از زباله­های فضا می­توانند از هم باز شوند و برای پرینت 3 بعدی محافظ پرتوی دروازه ی زمین استفاده شوند. مطالعات نشان داده است که، کارکرد پنل­های خورشیدی ماهواره­های بلا استفاده پس از 15 سال تنها به حدود 24٪ کاهش می­یابد، بنابراین می­توان آن­ها را جمع کرده و برای برق رسانی ایستگاه استفاده کرد.

برخی از پیشرفته­ترین دوربین­هایی که تاکنون ساخته شده­اند در فضا قرار دارند. این­ها را می­توان در دروازه­ی زمین یا ماهواره­های جدید قرار داد، تا فضا را برای سیارکانی که می­توانند با زمین برخورد کنند اسکن کنند. از آنجا که کار گسترش و استفاده از ماهواره­ها با سرعت بالایی رو به رشد است، داشتن پایگاهی در مدار که بتواند همه آن­ها را مدیریت کند، بسیار مهم خواهد بود.

دروازه­ی زمین قصد دارد با فعالیتی به­عنوان یک هتل فضایی، یک تسهیل کننده­ی ساخت و ساز ماهواره و فضاپیما و یک قطب سوخت رسانی برای سفینه فضایی که بین سیاره­ها حرکت می­کند، درآمد بیشتری را در آینده ایجاد کند. به زودی ما به یک هشدار برای زباله‌های فضایی احتیاج داریم. هنوز زمان هست، ولی بهتر است برنامه­های پاکسازی مدارهای زمین، همین حالا کلید بخورند. طی ده سال آینده، 150 ماهواره جدید در ژئو برنامه ریزی می‌شوند که خطر تصادف را به میزان قابل توجهی افزایش می­دهند.

همه نظرها (۰)

هیچ کس هنوز نظری ارسال نکرده