أحدث الأخبار مع #دونالدكيسلر
المدن
١٠-٠٥-٢٠٢٥
- علوم
- المدن
متلازمة كيسلر: جحيم المدار الأرضي المُحدِق
أنت في العام 2035، وتشهد اصطدامَ شظية حطام قديم من شبكة "ستارلينك" بأحد الأقمار التابعة لكوكبة "غوانغ" الصينية. يُؤدي التصادمُ بسرعة 27500 كم/ساعة إلى تناثُر آلاف القطع المعدنية بسرعاتٍ مماثلة. كلُّ قطعةٍ منها قادرةٌ على اختراق مركبة فضائية، ومتَّجهةٌ نحو القمر الصناعي التالي. خلال أشهر قليلة، سوف تتسبَّب التصادماتُ المتتالية في قطع الاتصال العالمي، وإلغاء مهمات القمر والمريخ، واحتجاز رواد الفضاء في محطة الفضاء الدولية. هذه هي "متلازمة كيسلر": سلسلةٌ كارثية من الاصطدامات في المدار الأرضي المنخفض (LEO)، تنبأ بها عالم الفيزياء الفلكية في "ناسا" دونالد كيسلر عام 1978. اليوم، تتصدَّر شركة "سبيس إكس" الأمريكية بمشروع "ستارلينك"، والصين عبر كوكبة أقمار "غوانغ"، هذا السباقَ العالميَّ لتوسيع نطاق الإنترنت عبر الأقمار الصناعية. ومع نشر هذه الأعداد الضخمة ("ستارلينك" 42000 قمرًا، و"غوانغ" 13,000 قمرًا)، نقترب من واقعٍ قد تُخنَق فيه طموحاتُ البشرية الفضائية بِطموحاتٍ تجارية غير مُدْرَكة العواقب. فيزياء الازدحام المداري الأجسام التي تطفو في المدار الأرضي المنخفض (أقل من 2000 كم) لا "تهرب" من جاذبية الأرض، بل هي في حالة توازن بين السرعة وقوة الجذب نحو مركز الأرض. السرعة المدارية (حوالي 7.8 كم/ثانية على ارتفاع 550 كم) تُعادل الجاذبية، مما يؤدي إلى سقوط حر مستمر. وضَّح إسحاق نيوتن هذه الفكرة بتجربة افتراضية عام 1687: إذا أُطلقت قذيفة أفقياً بسرعة كافية، فسوف تدور حول الأرض إلى الأبد. وهذا هو المبدأ الذي يحكم اليوم أكثر من 8000 قمر صناعي نشط. كذلك، محطة الفضاء الدولية تطفو ليس بسبب انعدام الجاذبية كما يظن البعض، بل لأنها في حالة سقوط حر دائم مثل "قذيفة نيوتن". فالجاذبية في المدار الأرضي المنخفض تعادل 94 بالمئة من جاذبية سطح الأرض. لكن هذا التوازن يصبح هشًا. في المدار المزدحم (ارتفاع 550 كم)، قد تحدث تصادمات بسرعة تصل إلى 15 كم/ثانية (10 أضعاف سرعة الرصاصة). شظية حطام بحجم 1 سم تحمل طاقة حركية تعادل قنبلة يدوية، قادرة على تكسير كل ما يعترضها. تُظهر نماذج كيسلر أن تجاوز كثافة الحطام حدًا معينًا في المدار المنخفض سوف يؤدي إلى صدامات متسلسلة. وتحذر محاكاة مثل مشروع "ليجيند" التابع لناسا من أن شبكتي "ستارلينك" و"غوانغ" قد تدفعان المدار الأرضي إلى نقطة اللاعودة بحلول 2035. تخصيص المدارات: سباق بلا قواعد تنص "معاهدة الفضاء الخارجي" (1967) على أن المدارات موارد مشتركة، لكن الاتحاد الدولي للاتصالات (ITU) يخالف هذه المعاهدة ويوزع المواقع حسب "الأولوية الزمنية"، مما يحفز الشركات على إغراق المدار بأقمار جديدة. لكن الفيزياء تفرض حدودًا صارمة: - السعة الاستيعابية: باستخدام قانون "كبلر" الثالث، يُمكن حساب أن المدار المنخفض على ارتفاع 550 كم يستوعب نحو 40000 قمر بشكل مستدام. شبكتا "ستارلينك" و"غوانغ" قد تشغلان في المستقبل القريب 55000 موقعًا. - الاضطرابات المدارية: الاحتكاك مع الغلاف الجوي عند 550 كم قد يؤدي إلى تدهور مدار الأقمار، لكن الشبكات الضخمة تستخدم دفاعات أيونية للحفاظ على مواقعها. كذلك، تعمد "ستارلينك" إلى توجيه الأقمار المعطلة أو الخارجة عن الخدمة نحو الغلاف الجوي بغية إحراقها وتفادي بقائها في المدار كنفايات معدنية. لكن إحراق هذه الأقمار عبر إدخالها عمدًا في الغلاف الجوي أصبح يساهم في زيادة أكسيد الألومنيوم في الهواء، وهو غازٌ ضارٌّ بطبقة الأوزون. نظام تخصيص المواقع لدى "ITU" يُعامل المدارات كترددات راديوية، مُتجاهِلًا أن الأقمارَ أجسامٌ مادية عُرضة للتصادم. التلوث الضوئي والراديوي الشبكات الضخمة للأقمار ومخلفاتها لا تهدد بعضها فحسب، بل تمحو رؤية البشر للكون. قمر واحد من "ستارلينك" يعكس ضوءاً يعادل نجمًا مرئيًا بالعين المجردة في السماء المظلمة. أقمار "غوانغ" الأكبر قد تكون أكثر سطوعًا. - مرصد فيرا روبين: هذه المنشأة العلمية بقيمة 500 مليون دولار، المصممة لرسم خرائط لمليارات المجرات، تُقدّر أن 30 بالمئة من صورها سوف تتشوه بخطوط أقمار الإنترنت بحلول 2030. يُستخدم اليوم ما يُعرف بـ "فلتر الحطام" لإزالة آثار الأقمار الصناعية من الصور الكونية، فوتوشوب فلكي إن أردت! - التشويش الراديوي: هناك مخاوف لدى علماء الفلك بأن ترددات أقمار "غوانغ" تتداخل مع الترددات المستخدمة لدراسة الهيدروجين البدائي؛ أقدم ضوء في الكون. مع العلم أن النطاق (1.400–1.427 جيغا هرتز) مخصص حصريًا لعلم الفلك الراديوي. بشكلٍ عام، تحرص "ستارلينك" على عدم إزعاج علم الفلك بالحد الأدنى؛ فهي تُطفئ أقمارَها في مناطق محددة، أو تُحوّل مسارَها عند طلبٍ من مرصد فلكي. كما عملت الشركةُ على تقليل سطوع الأقمار الجديدة عبر استخدام طلاء مضاد للانعكاس. لكن تُشير التقارير إلى أن هذه النسخ الحديثة من الأقمار تتجاوز سابقاتها بأضعافٍ من ناحية التشويش الراديوي. التخفيف من الحطام: العلم ضد الجشع تتباهى شركات الإنترنت الفضائي بتقنياتها "للتقليل من الحطام"، إلا أن قوانين الفيزياء لا تُجارِي حملات التسويق هذه. أنظمة تفادي الاصطدام في "ستارلينك"، التي تعمل بالذكاء الاصطناعي، قد تنجح مؤقتًا... حتى تطغى كثافة الحطام على قدرتها التنبؤية، عندها ستغدو البيانات أقربَ إلى الفوضى من أي خوارزمية ذكية. بالمقابل بعض الحلول المطروحة تبدو أقربَ إلى الخيال العلمي: فاقتراح التخلص من الحطام الفضائي بأشعّة الليزر، يتجاهل حقيقةً رياضيةً قاسيةً: تبخير قمر صناعي يزن طنًا واحدًا يتطلب طاقةً تعادل انفجارَ عشر قنابل نووية. في المقابل، لا يزال إسقاطُ الأقمار المعطلة لتحترق في الغلاف الجوي أعلى تكلفةً من إطلاق عشرة أقمار جديدة! المعضلة الحقيقية تكمن في الطاقة الهائلة المطلوبة لتنظيف المدارات. فالقوة اللازمة لإزالة الحطام من ارتفاعات مختلفة حول الأرض تُوازي – نظريًا – تلك المطلوبة للهروب من أفق ثقب أسود. المفارقةُ الأكبر أن "ستارلينك"، التي انطلقت كمشروع إنساني لتوصيل الإنترنت للمناطق النائية، تحوّلت اليوم إلى الممول الأساسي لـ"سبيس إكس"، بعائدات متوقعة تصل إلى 30 مليار دولار. هل ندفع اليوم ثمن أحلام إيلون ماسك المريخية بتحويل مدار الأرض إلى ساحة خردة؟! في الختام، لا تمثّل متلازمة كيسلر خطراً مدارياً فحسب، بل اختباراً حقيقياً لمدى نضج البشرية في تعاملها مع الفضاء. لكننا ما زلنا نرتكب الأخطاء ذاتها: نتعامل مع المشاعات الفضائية كما تعاملنا مع مشاعات الأرض ومواردها وبيئتها. لقد حذرت نماذج محاكاة "ناسا" من أن الشظايا المتسارعة قد تتخطى المدار المنخفض لتصل إلى نقطة "لاغرانج 2"، حيث يُوجد تلسكوب "جيمس ويب"، ما يُعرِّض أهم أدواتنا لاستكشاف الكون للدمار.
الجمهورية
١٩-٠٣-٢٠٢٥
- علوم
- الجمهورية
تقرير: تساقط الحطام الفضائي يشكل تهديدًا متزايدًا على البشرية
وخلال الفترة الأخيرة، شهدت عدة مناطق حول العالم، مثل كينيا وأوغندا وتكساس وكيب تاون وغابات الأمازون ، حوادث سقوط حطام فضائي ، ما أثار دعوات متزايدة لاتخاذ إجراءات حازمة لمواجهة هذه الظاهرة. فهي لا تمثل مشكلة قانونية وبيئية فحسب، بل قد تتحول إلى تهديد كارثي، مما يجعل من الضروري وضع استراتيجيات فعالة للحد من المخاطر. وذكرت "نيتشر" أن مع التوسع السريع في الرحلات ال فضائي ة التجارية ، يتم إطلاق آلاف الأقمار الصناعية سنويًا، ومع ذلك، فإن القليل من المالكين لديهم خطط لإزالتها من المدار بطريقة محكومة. الجميع، سواء على سطح الأرض أو في الطائرات أو حتى في الفضاء، يواجهون خطرًا متزايدًا من هذه المقذوفات ال فضائي ة. إن عودة ال حطام ال فضائي بشكل غير منضبط ليست مجرد إزعاج، بل قد تتحول إلى كارثة، خاصة عند سقوطه على مناطق مأهولة بالسكان. وبدون سياسات جديدة واستراتيجيات للتخفيف من المخاطر، فإن وقوع حادثة مميتة نتيجة سقوط ال حطام ال فضائي ليس سوى مسألة وقت، بحسب التقرير. وأشار التقرير إلى أن المدار الأرضي المنخفض (160-2000 كم) هو المنطقة الأكثر ازدحامًا بالأقمار الصناعية ومحطات الفضاء، ويحتوي على أكثر من 6000 طن من الأجسام البشرية الصنع. وتتوقع تقديرات المنتدى الاقتصادي العالمي أنه بحلول عام 2030، سيتم إطلاق أكثر من 60,000 قمر صناعي، معظمها سيتحول إلى حطام. ومعظم عمليات إعادة الدخول لهذه الأقمار الصناعية غير محكومة، حيث تترك العديد من الوكالات والمشغلين أقمارها الصناعية لتتحلل طبيعيًا دون تحديد موقع سقوطها بدقة. ويتجاوز الخطر مجرد سقوط ال حطام على الأرض، فهناك أيضًا تهديد كبير للطائرات التجارية. في أي وقت من اليوم، هناك أكثر من 10,000 طائرة تحلق في الأجواء حول العالم. ويمكن أن يؤدي سقوط جسم فضائي كثيف وعالي السرعة عبر ممرات الطيران المزدحمة إلى كارثة جوية. ففي عام 2022، تم إغلاق المجال الجوي الأمريكي مؤقتًا بسبب سقوط غير منضبط لجسم صاروخي. ومع تزايد الأنشطة ال فضائي ة، تزداد احتمالية وقوع مثل هذه الحوادث، مما يستدعي وضع لوائح صارمة للحد من المخاطر. وأضاف التقرير أنه إلى جانب خطر السقوط، هناك تهديد طويل الأمد يُعرف بـ "متلازمة كيسلر"، وهي سيناريو تنبأ به العالم دونالد كيسلر عام 1978، ويقول إن ازدحام المدار بال حطام إلى تصادمات متتالية تولّد مزيدًا من الحطام، مما قد يجعل بعض المدارات غير قابلة للاستخدام لعقود. وتشير تقديرات وكالة الفضاء الأوروبية إلى أنه، حتى فبراير 2024، هناك أكثر من 36,000 جسم أكبر من 10 سم يتم تتبعها في مدار الأرض، بالإضافة إلى أكثر من مليون جسم يتراوح حجمها بين 1 و10 سم. حتى الأجزاء الصغيرة جدًا، والتي يصعب تعقبها، يمكن أن تسبب أضرارًا جسيمة نظرًا للسرعات الهائلة التي تتحرك بها. وكشف التقرير أنه على الرغم من زيادة عدد الحوادث، فإن القوانين الدولية المتعلقة بال حطام ال فضائي ما زالت قديمة. وبينما تُحمّل معاهدة الفضاء الخارجي لعام 1967 الدول المُطلِقة مسؤولية الأضرار الناجمة عن أنشطتها ال فضائي ة، بينما يسمح اتفاق المسؤولية لعام 1972 للدول المتضررة بالمطالبة بتعويضات، لكن هذه المعاهدات تعود إلى ما قبل عصر الازدهار ال فضائي الحديث، ولا تغطي الكثير من التفاصيل الضرورية. وتتفاقم المشكلة عندما يسقط ال حطام في المياه الدولية أو المناطق النائية، حيث لا توجد آليات واضحة لتحديد المسؤولية. كما أن الأقمار الصناعية العسكرية أو السرية تزيد من تعقيد مسألة التتبع، إذ ترفض بعض الدول الاعتراف بملكية ال حطام الذي يسقط على الأرض. وأكد التقرير أنه لمعالجة أزمة ال حطام ال فضائي ، لا بد من تبني نهج شامل يشمل التتبع والمساءلة وإزالة ال حطام بطرق مستدامة. ويجب أن تعمل الدول ال فضائي ة والشركات الخاصة معًا لفرض سياسات صارمة، والاستثمار في حلول مبتكرة، وتعزيز المسؤولية المشتركة. وشدد التقرير على ضرورة إنشاء قاعدة بيانات عالمية لتتبع الحطام، بحيث تتشارك جميع الجهات بيانات حية عن الأجسام ال فضائي ة. ويمكن أن تساعد التحليلات المتقدمة القائمة على الذكاء الاصطناعي في تحسين التوقعات المتعلقة بمدارات الأجسام وسقوطها المحتمل. كما أشار إلى ضرورة فرض لوائح واضحة تُلزم الشركات بتحمل مسؤولية ال حطام الذي تُنتجه، بحيث يمكن أن يكون إدراج علامات تعريف دقيقة على جميع الأجسام ال فضائي ة، مثل تقنية "الميكرو دوت"، وسيلة فعالة لتحديد مصادر ال حطام عند سقوطه. وبحسب التقرير، فقد بدأت الحلول التقنية لإزالة ال حطام في الظهور، مثل استخدام الأذرع الروبوتية والشباك والحراب لإزالة الأجسام الخطرة من المدار، ولذلك ينبغي أن تصير أنظمة إعادة الدخول المحكومة ومواد الأقمار الصناعية فضائي ة.
