با اوج گیری پرتاب ماهوارهها و افزایش زبالههای مداری، نهادهای هوانوردی در تلاشند جلوی تبدیل آوار فضایی به عامل اختلال بزرگ بعدی پروازها را بگیرند.
تاخیر یا تغییر مسیر پرواز به خاطر بدی هوا موضوعی عادی به نظر میرسد، اما تاخیر به دلیل سقوط زبالههای فضایی چه؟ هرچند شبیه سناریوی یک فیلم فاجعهمحور بد است، کارشناسان هشدار میدهند آوار ماهوارهای به خطری رو به افزایش تبدیل شده که شرکتهای هواپیمایی و گردانندگان پرواز باید خود را برای آن آماده کنند.
تا امروز هیچ مورد تأییدشدهای از برخورد زباله فضایی با هواپیمای مسافربری ثبت نشده، اما با افزایش تعداد ماهوارهها در مدار و رشد تعداد پروازهای مسافری، احتمال چنین رویدادی در حال تغییر است.
پژوهشی که بهتازگی در نشریه Scientific Reports منتشر شده نشان میدهد هر سال ۲۶ درصد احتمال دارد ورود مجدد کنترلنشده یک موشک بر فراز مناطق پرترافیک، از جمله شمال اروپا، شمالشرق آمریکا یا کانونهای اصلی هوایی آسیا و اقیانوسیه رخ دهد.
با این حال، این به آن معنا نیست که ۲۶ درصد احتمال برخورد با هواپیما وجود دارد. یوراکنترول، نهادی که ترافیک هوایی ۴۲ کشور را مدیریت میکند، به یورونیوز نکست گفته است این رقم صرفا نشاندهنده احتمالی است که مسیر سقوط یک موشک از فضای هوایی شلوغ عبور کند و مقامها ناچار شوند آن بخش را بهطور پیشگیرانه ببندند. در عمل، احتمال جهانی برخورد واقعی با یک هواپیما همچنان بسیار ناچیز است و بر اساس سطح کنونی ترافیک هوایی، حدود یک بار در هر یک میلیون سال برآورد میشود.
با این همه، حتی چنین بستن «پیشگیرانه»ای میتواند تاثیر بزرگی بر مسافران بگذارد. برای مثال، در سال ۲۰۲۲ بخشی از فضای هوایی اسپانیا و بخشهایی از فضای هوایی همسایه فرانسه در امتداد یکی از مسیرهای پیشبینیشده سقوط بقایای یک موشک چینی به روی پروازها بسته شد. همان یک رخداد باعث تاخیر صدها پرواز و تحمیل میلیونها یورو هزینه شد؛ آن هم در حالی که هیچ هواپیمایی آسیب ندید و آوار در نهایت هزاران کیلومتر دورتر در اقیانوس سقوط کرد.
یوراکنترول هماکنون پرتاب و ورود مجدد موشکها را که بر فضای هوایی اروپا اثر میگذارد بهطور فعال پایش میکند و با پشتیبانی نهادهایی مانند EU-SST، در صورت لزوم اطلاعات را به اشتراک میگذارد و سناریوهای ورود مجدد آوار فضایی را در پروتکلهای مدیریت بحران خود میگنجاند.
چرا زباله فضایی از حرارت جان سالم به در میبرد
یکی از دلایل اصلی نگرانی این است که تجهیزات فضایی به شکل باورنکردنی مقاوم ساخته میشوند. استاین لمنس، تحلیلگر ارشد آوار فضایی در آژانس فضایی اروپا، میگوید: «وقتی شیئی را برای رفتن به فضا طراحی میکنید باید از مرحله پرتاب جان سالم به در ببرد، بنابراین محکم و سخت ساخته میشود.»
برای نمونه، مخازن سوخت ساختهشده از تیتانیوم باکیفیت از اجزایی هستند که اغلب به شکل آوار فضایی به زمین برمیگردند.
لمنس به یورونیوز نکست میگوید بیشتر آوارهای فضایی به این راحتی قابل شناسایی نیستند و «شبیه تکهای از تجهیزات هستند که در کوره انداخته شده باشد» و فقط کلوخهای سوخته از فلز از آنها باقی میماند.
برای درک بهتر فرایند آتشین بازگشت به زمین، آژانس فضایی اروپا در حال آمادهسازی ماموریتی پیشگامانه به نام DRACO، مخفف «سامانه ارزیابی ورود مجدد ویرانگر»، است که پرتاب آن برای سال ۲۰۲۷ برنامهریزی شده است. این ماهواره به اندازه یک ماشین لباسشویی در واقع یک «ماموریت انتحاری» است که قرار است نابودی خود را از درون ثبت کند.
همزمان با آغاز سوختن ماهواره، یک کپسول نابودنشدنی ویژه به طول ۴۰ سانتیمتر در نقش «جعبه سیاه» درون آن عمل خواهد کرد. این کپسول با ۲۰۰ حسگر و چهار دوربین در سراسر ماهواره متصل میشود تا دما و میزان فشار وارد بر فلز را هنگام از هم پاشیدن اندازهگیری کند.
پس از آنکه بدنه اصلی ماهواره بهطور کامل سوخت و از بین رفت، کپسول به سوی اقیانوس سقوط میکند، چتر نجاتی برای کاهش سرعت خود میگشاید و در مدت کوتاهی دادههای ارزشمندش را به یک ماهواره زمینثابت میفرستد تا کارشناسان روی زمین آنها را بررسی کنند.
لمنس میگوید این اطلاعات حیاتی است، زیرا «در حال حاضر بازسازی دقیق شرایط ورود مجدد در روی زمین غیرممکن است».
طراحی ورود مجدد «کمخطرتر»
دادههایی که از DRACO به دست میآید به مهندسان کمک میکند ماهوارههایی طراحی کنند که به اصطلاح «قابل از هم پاشیدن» باشند؛ یعنی طوری ساخته شوند که پیش از رسیدن به ارتفاعی که هواپیماهای مملو از مسافر در آن پرواز میکنند، کاملا تکهتکه و بخار شوند.
پس از حدود ده سال تحقیق، آژانس فضایی اروپا در حال آزمایش فناوریهایی مانند واشرها و بستهای «قابل از هم پاشیدن» است؛ ایده این است که این قطعات به عنوان نقاط شروع عمل کنند تا فضاپیما هنگام ورود مجدد راحتتر فروبپاشد. مهندسان همچنین در فکر جایگزین کردن مخازن تیتانیومی با آلیاژهای آلومینیوم هستند که آسانتر ذوب میشوند، هرچند لمنس هشدار میدهد که «راهحلی که برای یک ماهواره جواب میدهد ممکن است برای دیگری کارساز نباشد».
هدف بلندمدت این است که ورودهای مجدد کنترلشده، یعنی زمانی که یک جسم به سمت بخشی دورافتاده از اقیانوس هدایت میشود، به استاندارد همه مراحل بزرگ موشکها تبدیل شود.
آسمانی پیچیدهتر
آسمان ما هر روز شلوغتر میشود. انتظار میرود ترافیک هوایی در اروپا تا سال ۲۰۵۰ هر سال حداکثر ۲٫۴ درصد رشد کند و روند روشنی به سوی افزایش پروازهای دوربرد دیده میشود، همراه با تغییر مسیرهای پروازی برای کاهش خطرات ژئوپلیتیکی و بهینهسازی زمان پرواز به منظور کاهش انتشار آلایندهها.
به اینها باید نسل تازهای از مسافران هوا را هم اضافه کرد؛ از گردشگران فضایی زیرمداری به سبک نمایشهای کیتی پری گرفته تا بالنهای مخابراتی عظیمالجثه و کندرو در ارتفاع بالا و شاید در آیندهای نهچندان دور، وسایل نقلیه ابرصوت نقطهبهنقطه که به دور زمین میچرخند. مناطق شهری پرتراکم همچنین به تدریج شاهد حضور پهپادهای مسافربر عمودبرخاست (VTOL) خواهند بود.
مدیریت این خطرها نیازمند هماهنگی بسیار بهتر میان کنترلرهای ترافیک هوایی و جامعه فضایی خواهد بود. یوراکنترول میکوشد از واکنشهای موردی فاصله بگیرد و به سمت یک خدمت دائمی برود که رویدادهای فضایی را در زمان واقعی رصد کند. هدف، دست یافتن به تصویری چندلایه از هوا و فضاست؛ از آسمان شهرها تا مدار پایین زمین.
با نگاه به آینده، یوراکنترول میگوید خواهان هماهنگی بهتر با بازیگران تازهوارد و باسابقه بخش خصوصی صنعت فضاست و از همه طرفها، از شرکتهای هواپیمایی و ارتشها گرفته تا اپراتورهای فضاپیما، میخواهد در شبیهسازیهای مشترک مشارکت کنند.
و در نهایت، اگر قطعات آوار از لایههای بالایی جو عبور کردند، این سازمان از همه میخواهد شفاف و دقیق توضیح دهند که چگونه و چرا تکهای فلز یا ماده مرکب تا ارتفاعهای پایینتر و پرخطرتر رسیده است. به بیان ساده، اگر این تکه دودآلود فضاپیمای شماست که به سطح زمین میخورد، باید مسئولیتش را بپذیرید و دادهها را به اشتراک بگذارید تا به حفظ ایمنی همه مسافران کمک شود.