خطر های فضایی که زمین را تهدید می نمایند - وبلاگ جعبه گیگابایتی

به گزارش وبلاگ جعبه گیگابایتی، به این ترتیب آن قدر زباله در این مدار زیاد می گردد تا جایی که دیگر نمی توانیم ماهواره ای در این مدار قرار دهیم؛ زیرا هر ماهواره ای که پرتاب کنیم به دلیل این برخورد ها آسیب می بیند و باعث به وجود آمدن زباله های فضایی بیشتری می گردد و شرایط را خطرناک تر خواهد نمود.

کدام روز است که تلویزیون و رادیو را روشن کنید و خبری از جنگ و جنایت و سیل و زلزله و دیگر بلایای انسانی و طبیعی در گوشه و کنار این جهان نشنویم؟ هر روز آن قدر خبر های گوناگون از مسائل مردم و مسائل بین المللی در گوشی هایمان می خوانیم و می شنویم که شاید وقتی صحبت از خطرات فضایی مثل خطر جدی برخورد احتمالی یک سیارک به زمین به میان آید اتفاقی لوکس و هالیوودی به نظر برسد.

اما در شرایطی که زندگی ما کاملا به فضا و فناوری های فضایی وابسته است، این فقط یکی از تهدید هایی است که زمین و فناوری های زمینی از سوی فضا با آن روبه رو هستند. مقابله با این خطرات نیازمند همکاری های بین المللی و تخصیص بودجه های کافی و پیوسته است. در همین خصوص آبان سال جاری، شهر سویل در اسپانیا میزبان وزرای علوم کشور های عضو سازمان فضایی اروپا (اِسا) خواهد بود. هدف این نشست آنالیز اولویت ها و بودجه بندی فعالیت های سه سال آینده این سازمان است.

مهم ترین برنامه این نشست تدوین برنامه جامع 200 میلیون یورویی برای ایجاد سامانه دفاع سیاره ای خواهد بود. در این بین اگر تمام کشور های عضو با این برنامه موافق نباشند، بودجه کمتری دریافت خواهند کرد. مقابله با کدام تهدید ها در اولویت است و در خصوص کدام یک از تهدیدات دیگر ناچاریم امیدوار باشیم که اتفاق نیفتد!

سازمان فضایی اروپا سازمانی مستقل از اتحادیه اروپاست که رویداد هایی مثل برگزیت یا خروج بریتانیا از اتحادیه اروپا تاثیری در فرآیند های آن ندارد. به طور کلی خطرات فضایی را به سه گروه اصلی می توان تقسیم بندی و راه چاره های مقابله با آن ها را آنالیز کرد. در ادامه با این سه خطر اصلی و تبعات رخداد آن بیشتر آشنا می شوید.

زباله های بی شمار فضایی

خطر زباله های فضایی، از پیامد ساخته ها و مهندسی های خود ما انسان ها در فضا ناشی می گردد. با آغاز مسابقه فضایی آمریکا و شوروی سابق در نیمه دوم قرن بیستم و به دنبال آن پیوستن سایر کشور ها به باشگاه کشور های صاحب فناوری پرتاب ماهواره، خواه ناخواه موشک های زیادی وارد مدار زمین شدند.

این در حالی است که اوایل عصر فضا کسی به سرنوشت ماهواره ها پس از خاتمه ماموریت شان اهمیت نمی داد و تصور می شد فضا به اندازه کافی بزرگ است.

البته این جمله در خصوص کل عالم صادق است، اما مدار های اطراف زمین تهی ناپذیر نیستند. در حال حاضر تخمین زده می گردد بیش از یک میلیون زباله فضایی با ابعاد بزرگ تر از یک سانتی متری در مدار زمین وجود دارد. نیمی از این زباله ها حاصل آزمایش ضدماهواره ای چین در سال 1386/ 2007 است.

چین در جریان آن آزمایش یکی از ماهواره های خود را با موشک منهدم کرد و متعاقب آن برخورد تصادفی بین ماهواره از کار افتاده روسی و ماهواره آمریکایی در سال 1388/2009 نیز رخ داد.

هرکدام از این زباله های فضایی ممکن است به ماهواره های دیگر برخورد نمایند و با آسیب وارد کردن به آن ها صد ها هزار زباله فضایی جدید ایجاد گردد. در همین رابطه مهندسان هوافضا درباره سندرم کسلر (Kessler syndrome) هشدار می دهند؛ سناریویی که می گوید چگالی اشیا در مدار پایین زمین (LEO) می تواند آنقدر بالا برود که برخورد بین اشیا، آبشاری از برخورد های بعدی را به همراه داشته باشد.

به این ترتیب آن قدر زباله در این مدار زیاد می گردد تا جایی که دیگر نمی توانیم ماهواره ای در این مدار قرار دهیم؛ زیرا هر ماهواره ای که پرتاب کنیم به دلیل این برخورد ها آسیب می بیند و باعث به وجود آمدن زباله های فضایی بیشتری می گردد و شرایط را خطرناک تر خواهد نمود.

سازمان فضایی اروپا مدت هاست به دنبال جلوگیری از بروز سندرم کسلر بوده، اما پیشرفت آهسته ای داشته است. بخشی از آن به دلیل نبود قوانین سختگیرانه در این زمینه است. اسا به دنبال تغییر قوانین بین المللی فضاست.

به این ترتیب هر ماهواره ای که پرتاب می گردد، در خاتمه ماموریتش باید مدار را ترک کند و اگر نتواند این کار را انجام دهد باید هزینه پیمانکار صنعتی که ماهواره را برایشان برمی دارد، پرداخت کند. به دنبال این طرح شرکت های نوپا نیز برای ایده پردازی و انجام این ماموریت به یاری متخصصان این حوزه شکل خواهند گرفت.

با این حال ایلان ماسک با پروژه استارلینک میخواهد مجموعه بزرگی از 12 هزار فضاپیما در مدار نزدیک زمین برای پوشش جهانی اینترنت مستقر کند. بسیاری از شرکت های خصوصی نیز برنامه های مشابهی دارند. همه این برنامه ها در مجموع زباله های فضایی را بیشتر می نماید. در چنین شرایطی خطر بروز سندرم کسلر بیش از هر زمان دیگری نگران نماینده و جدی به نظر می رسد.

آب وهوای فضایی

بزرگ ترین توفان خورشیدی 160 سال پیش در دهم شهریور 1238 رخ داد. مجموعه ای از فوران های سطح خورشید که در عرض های جغرافیایی بالاتر از 65 درجه باعث شکل گیری شفق های قطبی می شوند، به قدری قوی بود که تا نزدیکی خط استوا نیز قابل مشاهده بودند. برخورد این توفان با میدان مغناطیسی زمین باعث از کار افتادن قطب نماها، القای جریان های الکتریکی شدید در سیم های تلگراف و در نتیجه وارد شدن شوک به متصدی های تلگرافخانه ها، آتش دریافت بعضی ادارات و تجهیزات شان و از کار افتادن سیستم ارتباطی شد.

تنها سرنخ این پدیده رصد های منجم آماتور انگلیسی ریچارد کارینگتون بود که شراره های خورشیدی را از رصدخانه اش در ردهیل رصد می کرد. این اولین رصد شراره های خورشیدی و مشاهده تاثیر آب وهوای فضایی و خطرشان برای فناوری های الکترونیکی بود. به فعالیت سطح خورشید و تاثیری که در محیط بین سیاره ای برجای می گذارد آب وهوای فضایی گفته می گردد و می تواند به ماهواره ها و شبکه های برق آسیب جدی وارد کند.

توفان خورشیدی سال 1368/ 1989 حدود ده میلیون دلار خسارت به شبکه برق کبک و بعضی مناطق شمالی ایالات متحده وارد و برق شش میلیون نفر را به مدت 9 ساعت قطع کرد.

مشاوران مالی و سیاسی بریتانیا برای سال 1396/2017 تاثیر خسارت ناشی از اختلالات سامانه ماهواره ای ناوبری جهانی مانند گالیلئو یا جی پی اس را برای پنج روز حدود 2/5 میلیارد پوند برآورد کردند؛ بنابراین خطرات حاصل از آب وهوای فضایی را باید جدی بگیریم. ماهواره هایی که در حال حاضر وظیفه دریافت این اطلاعات را از فضا دارند به خاتمه عمر خود نزدیک می شوند و باید به صورت جدی تری به فکر جایگزینی آن ها باشیم.

برای مثال بریتانیا 22 میلیون یورو برای ماموریت نقطه پنجم لاگرانژی در سال 1395 /2016 تصویب کرد. این سفینه فضایی در فاصله 10 میلیون کیلومتری زمین که 60درجه پشت مدار حرکت انتقالی زمین به دور خورشید قرار گرفته است، قرار خواهد گرفت و فضای بین زمین و خورشید را رصد خواهد نمود. این پروژه در هنگام خطر هشدار می دهد تا محموله ها و سیستم های حیاتی حساس در مکانی امن قرار گیرند و بعد از رفع شدن خطر دوباره فعال شوند.

سیارک های نزدیک زمین

سوم مرداد سال جاری سیارکی به قطر حدود صدمتر از فاصله بسیار نزدیکی از کنار زمین عبور کرد. جهت عبور این سیارک فقط یک پنجم زمین تا ماه با ما فاصله داشت که در ابعاد نجومی از تار مو هم به ما نزدیک تر باید محسوبش کرد! اگر آن سیارک به زمین برخورد می کرد، ویرانی های حاصل از آن غیرقابل تصور بود. اخترشناسان به سیارک هایی در این ابعاد قاتلان شهر (City Killers) می گویند.

علت این نامگذاری هم معین است. 27 بهمن 91 را احتمالا به خاطر می آورید. آن روز شهابسنگی تقریبا 20 متری در ارتفاع 30 کیلومتری آسمان چلیابینسک روسیه منفجر شد (تصویر بالای همین صفحه). موج انفجار آن به قدری قوی بود که شیشه ساختمان ها فروریخت و حدود 1500 نفر صدمه دیدند. حالا تصور کنید اگر به جای آن سیارک که قطعاتش در دریاچه و مناطق جنگلی سیبری سقوط کرد، سیارک سوم مرداد در آسمان چلیابینسک ظاهر می شد، احتمالا تمام شهر را با خاک یکسان می کرد.

ولی خبر شادمان نماینده این که ما اولین نسل ساکنان کره زمین هستیم که برای مقابله با این خطر، کاری از دست مان برمی آید. در اوایل دهه 2000 میلادی گروهی از متخصصان برای آنالیز بهترین راه چاره مقابله با برخورد سیارکی با زمین دور هم جمع شدند.

راه چاره های ارائه شده تا حدودی تخیلی بود؛ مثل تابش نور به سیارک، چون نور از سطح بازتاب می گردد و به تدریج باعث تغییر مدار سیارک خواهد شد یا این که ترسناک بود؛ برای مثال پیشنهاد شده بود تا با سلاح هسته ای بخشی از سیارک مورد نظر را ذوب کنیم تا براثر حرارت ایجاد شده سیارک به مدار جدیدی منتقل گردد.

عملی ترین ایده مطرح شده روش ضربه گیر جنبشی (kinetic impactor) بود. به این ترتیب که فضاپیمایی سراسیمه به سیارک هدف برخورد نموده و با انرژی منتقل شده ناشی از ضربه، سیارک در مدار جدیدی قرار گیرد.

به همین دلیل ناسا میخواهد سال آینده یکی از بزرگ ترین ماموریت های تا به امروز خود یعنی آزمون راهنمایی سیارک دوتایی (Double Asteroid Redirection Test) که به اختصار دارت (Dart) خوانده می گردد را راهی فضا کند. در این ماموریت آزمایشی ناسا با هدف کوبیدن ماهواره ای به سیارک 65803 دیدیموس (65803 Didymos) و انحراف آن از مدارش کوشش می نماید تا به راه حلی اضطراری برای مقابله با خطر احتمالی برخورد سیارک ها با زمین دست یابد. با برخورد دارت و سیارک، اطلاعات ضروری از دست خواهند رفت و برای بازیابی آن ها از فضاپیمای هرا (Hera) استفاده خواهد شد.

مدارگرد بدون سرنشین هرا از ماموریت های اصلی سازمان فضایی اروپاست که در صورت تامین بودجه، اطلاعات لازم و کافی مانند ترکیب و ساختار فیزیکی سیارک، برای عملی شدن برنامه دفاع سیارکی را پس از برخورد جمع آوری می نماید.

بدون ماموریت هرا، ماموریت دارت ناسا ارزش زیادی نخواهد داشت، زیرا اطلاعات دقیق علمی را در جریان برخورد از دست خواهیم داد و فقط می توانیم امیدوار باشیم برخورد به درستی اجرا شده باشد و به یاری تلسکوپ های زمینی تغییرات مداری را اندازه گیری کنیم. از دیگر ماموریت های هرا، آنالیز آب وهوای فضایی و جمع آوری زباله های فضایی خواهد بود. نه تنها ماموریت های دارت ناسا و هرای اسا مکمل یکدیگرند بلکه باعث کاهش هزینه ها نیز می گردد.

منبع: روزنامه جام جم به نقل از گاردین