استارلينك و معضل زباله فضايي؛ منظومه‌هاي ماهواره‌اي چگونه مدار زمين را به مكاني خطرناك تبديل مي‌كنند؟
اسپيس ايكس در حال پرتاب صدها ماهواره به فضا است تا به‌وسيله‌ي آن‌ها، ابرمنظومه‌اي از فضاپيماها را شكل دهد كه اينترنت پرسرعت و مقرون‌به‌صرفه به كل زمين ارسال مي‌كنند. تاكنون اين طرح پيش‌بيني‌شده به دست ايلان ماسك (بنيان‌گذار اسپيس ايكس) ظاهرا جواب داده است. ماسك چندي پيش در توييتر اعلام كرد كه شركت هوافضايش قصد دارد ظرف چند ماه آينده، آزمايش بتاي عمومي استارلينك را در شمال ايالات متحده و جنوب كانادا راه‌اندازي كند. او افزود به‌محض دريافت مجوز رگولاتوري، خدمات استارلينك در ديگر كشورها نيز ارائه خواهد شد.
بااين‌حال، به انديشه متخصصين مي‌آيد پروژه‌ي بي‌سابقه‌ي استارلينك در مسير شكل‌گيري، تعدادي فضاپيما را بدون كنترل در مدار رها كرده است. تمام ماهواره‌هاي اسپيس ايكس به نحوي طراحي شده‌اند تا با استفاده از پيشرانه‌ي يوني در فضا كنترل‌پذير باشند و حتي پس از پايان مأموريت، خود را به سمت زمين از مدار خارج كنند. اما ماهواره‌هايي كه دچار نقص در سامانه‌هاي رانش يا ارتباطات هستند، مي‌توانند كنترل‌نشده پرواز كنند و ديگر ماهواره‌ها و حتي فضانوردان در حال گردش به دور زمين را در معرض خطر قرار دهند.
اسپيس ايكس نخستين دسته از ماهواره‌هاي خود را در مه ۲۰۱۹ (خرداد ۹۷) پرتاب كرد و تا به امروز درمجموع ۸۳۵ ماهواره اينترنتي استارلينك را به پرواز درآورده است. اما به نقل از داده‌هايي كه جاناتان مك‌داول، ستاره‌شناس در مركز اخترفيزيك هاروارد اسميتسونين، گردآوري كرده است، تاكنون تقريبا ۳ درصد از فضاپيماهاي استارلينك احتمالا از كار افتاده‌اند. مك‌داول در گفت‌وگو با بيزينس اينسايدر گفت نرخ ازكارافتادگي ماهواره‌هاي اسپيس ايكس چشمگير نيست؛ اما نگراني اين است كه حتي نرخ معمول ازكارافتادگي در چنين منظومه‌ي عظيمي، در نهايت به شكل‌گيري مقادير بسيار زيادي زباله‌ي فضايي ختم شود.
برخي از كارافتادگي‌ها احتمالا آزمايش‌هاي عمدي است؛ اما ازآنجا كه اسپيس ايكس درباره‌ي وضعيت ماهواره‌هايش اطلاعاتي منتشر نمي‌كند، تعداد ماهواره‌هاي خراب را نمي‌دانيم. درنتيجه، ستاره‌شناساني نظير مك‌داول ناگزير به تجزيه‌وتحليل داده‌هاي گرد‌آوري‌شده از اسپيس ايكس و دولت آمريكا درباره‌ي حركات ماهواره‌ها رو آورده‌اند. اين اطلاعات نشان مي‌دهد كدام ماهواره‌هاي استارلينك به سمت زمين سقوط كرده‌اند و كدام يك درحال مانور نيستند. البته نرخ خرابي احتمالا سه درصدي ماهواره‌ها، ۴۵ ماهواره‌اي را دربرنمي‌گيرد كه مي‌دانيم اسپيس ايكس عمدا از مدار خارج كرده است.
اسپيس ايكس با تأييد دولت آمريكا، اجازه دارد نزديك به ۱۲ هزار ماهوارهي استارلينك را پرتاب كند؛ هرچند اين شركت پرتاب ۳۰ هزار ماهوارهي بيشتر و درمجموع ارسال تقريبا ۴۲ هزار ماهواره را درخواست كرده است. درهرصورت، اسپيس ايكس در مسير ساخت ابرمنظومه‌اي قرار دارد كه تعداد ماهواره‌هايش از تمام فضاپيماهايي كه انسان تاكنون پرتاب كرده، بيشتر است. بنابراين اگر سه درصد از مجموع نهايي منظومه‌ي استارلينك از كار بيفتد، به معناي ۱۲۶۰ ماهوارهي ۲۵۰ كيلوگرمي خراب با اندازه‌ي يك ميز خواهد بود كه بي‌هدف به دور زمين مي‌چرخند.
به نقل از سازمان فضايي اروپا، تا ماه فوريه ۲۰۲۰، نزديك به ۳۲۰۰ ماهوارهي ازكارافتاده در مدار زمين وجود داشت. اغلب اين فضاپيماهاي خراب به‌طور منظم در معرض خطر برخورد با ديگر ماهواره‌ها و ايجاد بحران زباله‌ي فضايي هستند. به‌عنوان مثال، هفته‌ي گذشته رديابان ماهواره عبور به‌شدت خطرناك ماهواره‌اي خراب و بدنه‌ي موشكي دورانداخته‌شده از كنار يكديگر را شناسايي كردند؛ هرچند خوشبختانه در نهايت برخوردي بين اين دو اتفاق نيفتاد.
اسپيس ايكس مي‌گويد ماهواره‌هايش به‌طور طبيعي از مدار خارج مي‌شوند يا در صورت از كار افتادن سامانه‌هاي رانش، در جو زمين مي‌سوزند. اما به نقل از وب‌سايت استارلينك، فرايند حذف ماهواره‌ها از مدار ممكن است تا ۵ سال به طول بيانجامد. در اين فاصله، ماهواره‌هاي ازكارافتاده سريع‌تر از گلوله به دور زمين مي‌چرخند و هيچ‌كس نمي‌تواند آن‌ها را از سر راه ديگر فضاپيماها بردارد.
اسپيس ايكس درخواست‌هاي بيزينس اينسايدر براي ارائه‌ي توضيح را بدون پاسخ گذاشت. بااين‌حال اسپيس ايكس در اسناد ارسال‌شده براي كميسيون ارتباطات فدرال، خطر را كمرنگ جلوه داده است و مي‌گويد: «نرخ خرابي ماهواره‌ها و خروج از مدارِ ۵ يا ۱۰ درصد را غير قابل قبول و حتي نرخ يك درصد را بعيد مي‌داند.» اين شركت بيان مي‌كند اگر يك درصد از ماهواره‌ها بدون هيچ توان مانوري از كار بيفتد، «تقريبا يك درصد در هر دهه احتمال وجود دارد كه يك ماهوارهي خراب اسپيس ايكس با قطعه زباله‌اي رديابي‌شده برخورد كند.» اسپيس ايكس همچنين ادعا مي‌كند كه اقداماتش «به نحو مؤثر احتمال رخ دادن چنين نرخ‌هايي را به‌كلي ازبين مي‌برد.»
احتمال برخورد ماهواره‌هاي ازكارافتاده و ايجاد بحران زباله‌ي فضايي
اسپيس ايكس در پرتاب تعداد زياد ماهوارهي اينترنتي تنها نيست. وان‌وب اكنون ۷۴ ماهواره از منظومه‌ي ۴۸ هزار دستگاهي‌اش را به مدار فرستاده است و آمازون قصد دارد بيش از ۳۲۰۰ دستگاه ماهواره را براي ناوگان كويپر خود پرتاب كند. معلوم نيست اين منظومه‌ها احتمالا چه تعداد ماهوارهي خراب را در مدار به جا خواهند گذاشت.
ازآنجا كه هيچ‌كس نمي‌تواند ماهواره‌هاي ازكارافتاده را جابه‌جا كند، آن‌ها گاهي اوقات با سرعت بسيار زياد به سمت ديگر فضاپيماها از جمله ايستگاه فضايي بين‌المللي و خدمه‌ي فضانوردانش حركت مي‌كنند. حتي اگر يك ماهواره با فضاپيمايي بدون سرنشين برخورد كند، مي‌تواند وضعيت مخاطره‌آميزي به وجود آورد. دن سپرلي، مديرعامل شركت ردياب ماهوارهي لئولبز، در ماه ژانويه به بيزينس اينسايدر گفت: «ما درواقع دو ماهواره را با بقاياي شليك شاتگان تعويض مي‌كنيم.» در آن ماه، نزديك بود دو ماهوارهي خراب در مسير يكديگر قرار گيرند و در اثر انفجار ناشي از برخورد، به صدها هزار قطعه زباله تبديل شوند.
حادثه‌ي يادشده درصورت وقوع، نخستين انفجار اين‌چنيني محسوب نمي‌شد و تشديد معضل زباله‌هاي فضايي نيز مستلزم رخ دادن تعداد زياد از آن‌ها نيست. در سال ۲۰۰۷، چين يك موشك ضد ماهواره را با منفجر كردن يكي از ماهواره‌هاي هواشناسي خود آزمايش كرد. دو سال بعد، فضاپيمايي آمريكايي و فضاپيمايي روسي به‌طور تصادفي با يكديگر برخورد كردند. همين دو سانحه به‌تنهايي مقدار زباله‌هاي فضايي را در مدار نزديك زمين تا تقريبا ۷۰ درصد افزايش داد. هند نيز در سال ۲۰۱۹ موشك ضد ماهوارهي خود را آزمايش كرد و انفجاري شكل داد كه به تشكيل نزديك به ۶۵۰۰ قطعه زباله‌ي بزرگ‌تر از پاك‌كن منجر شد.
درمجموع، بيش از ۵۰۰ انفجار اين‌چنيني تقريبا ۱۳۰ ميليون قطعه زباله را در مدار زمين به‌وجود آورده است. اين بقاياي مداري با سرعت بيش از ۲۸ هزار كيلومتر بر ساعت (تقريبا ۱۰ برابر سرعت گلوله) به دور زمين مي‌چرخند.
زباله‌هاي فضايي صرفا براي فضاپيماهاي رباتيك تهديدزا نيستند و فضاپيماهاي حامل سرنشين را نيز در معرض خطر قرار مي‌دهند. دقيقا يك ماه پيش، قطعه‌اي زباله‌ي فضايي با فاصله‌ي بسيار نزديك از كنار ايستگاه فضايي بين‌المللي عبور كرد. كنترل‌كنندگان زميني به‌منظور جلوگيري از برخورد، پيشرانه‌ي فضاپيماي روسي متصل به ايستگاه را روشن كردند تا آزمايشگاه مداري را از مسير احتمالي برخورد دور كنند. سه خدمه‌ي حاضر در ايستگاه فضايي خود را در بخش روسي متصل به فضاپيماي سايوز محصور كردند تا درصورت وقوع برخورد، بتوانند از مهلكه بگريزند.
اگر معضل زباله‌هاي فضايي تشديد شود، ممكن است شكل‌گيري زنجيره‌اي از تصادم‌ها اجتناب‌ناپذير شود و درنهايت زمين در احاطه‌ي ميداني از بقاياي صعب‌العبور قرار گيرد. اين وضعيت احتمالي به افتخار دونالد جي كسلر، اخترفيزيكدان شاغل در مركز فضايي جانسون ناسا، با عنوان «سندرم كسلر» شناخته مي‌شود. در سال ۱۹۷۸، كسلر در مقاله‌اي برآورد كرد كه پاكسازي مدار از زباله‌هاي فضايي و ايمن‌سازي دوباره‌ي سفرهاي فضايي، احتمالا صدها يا هزاران سال طول خواهد كشيد.
- استارلينك ؛ هرآنچه درباره اينترنت ماهواره اي اسپيس ايكس بايد بدانيد
- چرا اخترشناسان نگران تأثير ماهواره‌هاي استارلينك اسپيس ايكس بر آسمان شب هستند؟
تد ميولهپت، تحليلگر سامانه‌هاي ماهواره‌اي مي‌گويد «اين تأثيري بلندمدت است كه درطول دهه‌ها و سده‌ها به وقوع مي‌پيوندد. هر جسمي كه بقاياي فراوان ايجاد كند، اين خطر را افزايش خواهد داد.» به‌گفته‌ي پيتر بك، مديرعامل شركت هوافضاي راكت لب، شمار در خور توجه اجرام در مدار زمين احتمالا اكنون تأثيري مشابه كسلر دارند. او گفت اين اجرام اثر چشمگيري بر جنبه پرتاب موشك‌ها دارند. درواقع راكت‌ها بايد تلاش كنند از ميان انبوه ابرمنظومه‌هاي ماهواره‌اي، راه خود را به فضا پيدا كنند.
استارلينك اكنون منبع بالقوه توليد بقاياي مداري است
درحال‌حاضر، اسپيس ايكس تقريبا تنها ۲ درصد از منظومه‌ي استارلينك را تكميل كرده؛ اما با همين تعداد اندك نيز خطرساز بوده است. در سپتامبر ۲۰۱۹، سازمان فضايي اروپا (ESA) يكي از فضاپيماهايش را در واپسين دقيقه حركت داد تا از برخورد احتمالي با يك ماهوارهي استارلينك جلوگيري كند. احتمال چنين تصادمي در ظاهر اندك و درحد يك در هزار است؛ اما ناسا براي اجتناب از برخوردهايي با احتمال يك در صدهزار، ايستگاه فضايي را به‌طور منظم حركت مي‌دهد.
سازمان فضايي اروپا اعلام كرد كه ناگزير به جابه‌جايي ماهوارهي خود بود؛ زيرا اسپيس ايكس هيچ برنامه‌اي براي اقدام نداشت. اسپيس ايكس در جواب گفت كه به دليل وجود باگ در سامانه‌هاي ارتباطي، رايانامه‌هاي ESA درباره‌ي اين اشكال را دريافت نكرد. درهرصورت، نزديك شدن ماهواره‌ها به يكديگر ظاهرا در آينده بيشتر تكرار خواهد شد.
هم انديشي ها