هل يمكن حل مشكلة تلوث الهواء بالأقمار الصناعية؟ تعرف على أبرز الحلول الممكنة

يدق العلماء ناقوس الخطر بشأن تزايد عدد الأقمار الصناعية التي تحترق في الغلاف الجوي العلوي للأرض.

عندما تحترق المواد التي تتكون منها الأقمار الصناعية، فإنها تنتج مواد كيميائية معروفة بأنها تلحق الضرر بطبقة الأوزون وتؤثر على مناخ الأرض. هل هذا يعني أننا يجب أن نتوقف عن إطلاق المركبات الفضائية إلى الفضاء؟

ليس بالضرورة، فإليك بعض الحلول التي يمكن أن تساعد في تقليل كمية الرماد الضار المحتمل الذي تنتجه الأقمار الصناعية في الغلاف الجوي.

صناعة الفضاء تزدهر. وعلى مدى السنوات الخمس عشرة الماضية، زاد عدد الأقمار الصناعية في المدار بمقدار عشرة أضعاف، ومن المتوقع أن يستمر هذا النمو.

في غضون عشر سنوات، قد يدور حول الأرض 100 ألف قمر صناعي، أي أكثر 100 مرة مما كان عليه في عام 2010، وستنتمي معظم هذه الأقمار الصناعية إلى مجموعات ضخمة من الأقمار الصناعية، مثل Starlink التابع لشركة SpaceX.

يرغب مشغلو الأبراج الفضائية في استبدال أقمارهم الصناعية كل خمس سنوات بأخرى أحدث وأكثر قوة، ولمنع تراكم الحطام الفضائي، يخططون للتخلص من الأقمار الصناعية القديمة عن طريق إرسالها إلى الغلاف الجوي لتحترق.

ولكن الشركة البريطانية الناشئة سبيس فورج تقترح حلاً مختلفاً: فلابد من تصميم الأقمار الصناعية بحيث تتحمل العودة إلى الغلاف الجوي للأرض، حتى يتسنى استعادتها على الأرض، وتجديدها، وإطلاقها مرة أخرى.

Space Forge هي شركة تصنيع ناشئة في المدار تعمل على تطوير دروع حرارية كبيرة قابلة للطي يمكنها البقاء على قيد الحياة أثناء الطيران في الغلاف الجوي، مما يحمي المواد الثمينة المصنعة في الفضاء على متن المركبات الفضائية أثناء العودة إلى الأرض.

إذا نجحت الفكرة، فمن الممكن أن تغير التكنولوجيا تمامًا الطريقة التي تتم بها الأمور في الفضاء.

وقال أندرو بيكون، كبير مسؤولي التكنولوجيا والمؤسس المشارك لشركة SpaceForge، في ورشة عمل حول حماية الأرض والفضاء الخارجي من التخلص من المركبات الفضائية والحطام، عقدت في جامعة ساوثامبتون في عام 2017: “نعتقد أن التحرك نحو استراتيجية عودة الأقمار الصناعية أمر سليم”. المملكة المتحدة في سبتمبر 2024. ويمكن أن يكون تجديدها وإعادة إطلاقها جزءًا من الحل لمشكلة تلوث الهواء الناجم عن الأقمار الصناعية.

وأضاف: “هناك الكثير من الأسباب الاقتصادية للقيام بذلك، نحتاج فقط إلى التغلب على العقبات التكنولوجية”.

حتى الآن، تم تصميم عدد قليل فقط من المركبات الفضائية للنجاة من السقوط من السماء – على سبيل المثال، المركبات الفضائية البشرية، والكبسولات التي تحمل عينات من الكويكبات والأجرام السماوية الأخرى ومركبة Cargo Dragon التابعة لشركة SpaceX. وتهلك مركبات فضائية أخرى أثناء سقوطها على الأرض، إما أن تتفكك كليًا، أو في بعض الحالات، تاركة وراءها بقايا معدنية محترقة، والتي (عادة) تتحطم في مناطق نائية حيث لا تسبب أي ضرر للبشر أو الممتلكات.

وبدلاً من استعادة الأقمار الصناعية العائدة من سطح الأرض، يعتقد بعض خبراء التكنولوجيا أنه سيكون من الأفضل إعادة تدوير ومعالجة المركبات الفضائية في المدار. وفي معرض حديثه في ورشة عمل ساوثامبتون، قدم باتريك نيومان، كبير العلماء والمؤسس المشارك لشركة نيومان سبيس الأسترالية الناشئة، فكرة نظام الدفع. يمكن للكهربائي الجديد استخدام الألومنيوم من الأقمار الصناعية القديمة كوقود، وهذه العملية أكثر تعقيدًا قليلاً من مجرد جمع الحطام الفضائي وإدخاله في المحرك. ويتطلب الأمر مصنعًا مداريًا يقوم بمعالجة الحطام المجمع.

وقال نيومان في عرضه التقديمي: “يمكن للنظام استخدام أي شيء صلب وموصل كدافع، وهذا يشمل سبائك الألومنيوم”.

وأوضح نيومان أن نظام الدفع يعتمد على تقنية القوس الكاثودي، والتي تستخدم عادة لترسيب الأغشية الرقيقة والطلاءات.

يقول نيومان: “إنها تعمل بشكل مشابه لآلة اللحام الكهربائي”. “يتم إنشاء قوس كهربائي بين الكاثود والأنود. هذا القوس يبخر المادة من سطح الكاثود، ثم يؤينها ويسرعها للأمام.”

“الآن تصبح البلازما المشتقة من الكاثود هي العادم الذي يدفع المركبة الفضائية إلى الأمام.”