كيف تتسبب قطع صغيرة من خردة الفضاء في أضرار لا تصدق؟
في عام 2016، شارك الرائد في وكالة الفضاء الأوروبية، تيموثي بيك، صورة لتشظي زجاج نافذة بالمحطة الفضاء الدولية (ISS)، ناتج عن تأثير قطعة صغيرة من خردة الفضاء.
وكانت قطعة الحطام، التي ربما تكون عبارة عن قشرة طلاء أو جزء معدني من قمر صناعي، بعرض بضعة آلاف من المليمترات، وليس أكبر بكثير من خلية واحدة من الإشريكية القولونية.
ولكن كيف يمكن لشيء صغير جدا أن يسبب ضررا مرئيا؟
شرح فيشنو ريدي، عالم الفلك بجامعة أريزونا أن: "كل شيء يتعلق بالسرعة. ووفقا لوكالة الفضاء الأوروبية، تدور الأجسام الموجودة على ارتفاع محطة الفضاء الدولية ومعظم الأقمار الصناعية الأخرى، في حوالي 400 كيلومتر فوق الأرض، حول كوكبنا مرة واحدة كل 90 دقيقة.
وكتب روبرت فروست، المدرب ومراقب الطيران في وكالة ناسا، على موقع Quora، أن هذا يزيد عن 25200 كم / ساعة، أي 10 أضعاف سرعة رصاصة طلقة على الأرض.
ولا ترتبط طاقة الاصطدام فقط بحجم الجسم، حيث أن السرعة (السرعة والاتجاه) لا تقل أهمية. وهذا هو السبب في أن الرصاصة الصغيرة يمكن أن تسبب الكثير من الضرر.
وبحسب تصريح ريدي لموقع "لايف ساينس" أنه عند التحرك بسرعة عالية بما يكفي، فإن أي جسم يمكن أن يكون خطيرا.
وقال كيري كاهوي، الأستاذ المشارك في علم الطيران والملاحة الفضائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ضع في اعتبارك أن السرعة مضافة. لذلك، إذا كان جسمان يتحركان باتجاه بعضهما البعض عند اصطدامهما، فإن ذلك يزيد من طاقة تأثيرهما.
وقال كاهوي لموقع "لايف ساينس": "فكر في الأمر مثل القيادة على طريق سريع". موضحا أنه إذا اصطدمت سيارة، حتى لو كانت خفيفة الوزن، مثل دراجة نارية، بسيارة أثناء سرعتها في الاتجاه المعاكس، فقد يكون ذلك كارثيا لكلا السائقين.
وبالمثل، في الفضاء، يمكن أن تترك قطعة طلاء سريعة الحركة تصطدم بمحطة الفضاء الدولية علامة كبيرة نسبيا.
وفي الفضاء، تدور الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية والحطام على طول العديد من المسارات المختلفة. وبينما قد يدور جسم ما أفقيا حول خط الاستواء، قد يدور جسم آخر عموديا حول القطبين. وحتى أن بعض الأجسام تتحرك "في الاتجاه المعاكس"، ما يعني أنها تدور عكس اتجاه مدار الأرض. ومع تزايد الحطام الذي يكتسح الفضاء، يتحول مدار الأرض المنخفض (الذي تدور فيه محطة الفضاء الدولية) إلى طريق سريع مزدحم في ساعة الذروة.
وأشار كاهوي: "يمكن أن يكون هناك احتمال لحدوث الكثير من الضرر".
كان رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية محظوظين لأن قطعة كبيرة من الحطام لم تصطدم بنافذتهم. وفقًا لوكالة الفضاء الأوروبية ، وقد لا تترك قطعة بحجم الميكروب سوى انبعاج، لكن شظية بحجم حبة البازلاء يمكن أن تعطل أنظمة الطيران الحرجة. وقطعة من الحطام بحجم كرة بينغ بونغ"سيكون تأثيرها كارثيا".
وقال ريدي إنه بهذا الحجم، يمكن أن تتسبب النفايات الفضائية في خفض ضغط المحطة الفضائية بسرعة، ما يجعل من المستحيل على رواد الفضاء التنفس على متنها.
وتعد نفايات الفضاء مشكلة متنامية. ويحتوي مدار الأرض على ما لا يقل عن 128 مليون قطعة من الحطام، و34 ألف قطعة منها أكبر من 10 سم، وفقا لمتحف التاريخ الطبيعي في لندن، وهذه مجرد أجزاء كبيرة بما يكفي لاكتشافها.
وتتشكل هذه القطع الصغيرة عندما تتجول الأقمار الصناعية بشكل طبيعي تحت الأشعة فوق البنفسجية الشديدة، أو عندما تصطدم قطع أكبر من الحطام الفضائي أو عندما يتم تدمير الأقمار الصناعية عمدا.
وتشمل القطع الأكبر حجما 3000 قمر صناعي مهجور، بالإضافة إلى مسامير وأجزاء أخرى تسقطها المركبات الفضائية أثناء عمليات الإطلاق.
ويعمل الباحثون على تطوير طرق لصيد النفايات من الفضاء، مثل استخدام الخطافات والشبكات والمغناطيس لسحبها مرة أخرى إلى الغلاف الجوي للأرض.
وقد يؤدي وجود الكثير من الخردة الفضائية إلى خطورة على البشر في استخدام مدار الأرض للأقمار الصناعية وأنواع أخرى من المركبات الفضائية. وتابع ريدي: "إننا لم نقترب من هذه النقطة الآن، ولكن من المهم أن نتقدم في مشكلة النفايات الفضائية لمنع المزيد من التراكم".
المصدر: لايف ساينس
في عام 2016، شارك الرائد في وكالة الفضاء الأوروبية، تيموثي بيك، صورة لتشظي زجاج نافذة بالمحطة الفضاء الدولية (ISS)، ناتج عن تأثير قطعة صغيرة من خردة الفضاء.
وكانت قطعة الحطام، التي ربما تكون عبارة عن قشرة طلاء أو جزء معدني من قمر صناعي، بعرض بضعة آلاف من المليمترات، وليس أكبر بكثير من خلية واحدة من الإشريكية القولونية.
Often asked if @Space_Station is hit by space debris. Yes – this chip is in a Cupola window https://t.co/iH87Dt80yV pic.twitter.com/7ZvVs4myM0
— Tim Peake (@astro_timpeake) May 12, 2016
ولكن كيف يمكن لشيء صغير جدا أن يسبب ضررا مرئيا؟
شرح فيشنو ريدي، عالم الفلك بجامعة أريزونا أن: "كل شيء يتعلق بالسرعة. ووفقا لوكالة الفضاء الأوروبية، تدور الأجسام الموجودة على ارتفاع محطة الفضاء الدولية ومعظم الأقمار الصناعية الأخرى، في حوالي 400 كيلومتر فوق الأرض، حول كوكبنا مرة واحدة كل 90 دقيقة.
وكتب روبرت فروست، المدرب ومراقب الطيران في وكالة ناسا، على موقع Quora، أن هذا يزيد عن 25200 كم / ساعة، أي 10 أضعاف سرعة رصاصة طلقة على الأرض.
ولا ترتبط طاقة الاصطدام فقط بحجم الجسم، حيث أن السرعة (السرعة والاتجاه) لا تقل أهمية. وهذا هو السبب في أن الرصاصة الصغيرة يمكن أن تسبب الكثير من الضرر.
وبحسب تصريح ريدي لموقع "لايف ساينس" أنه عند التحرك بسرعة عالية بما يكفي، فإن أي جسم يمكن أن يكون خطيرا.
وقال كيري كاهوي، الأستاذ المشارك في علم الطيران والملاحة الفضائية في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا، ضع في اعتبارك أن السرعة مضافة. لذلك، إذا كان جسمان يتحركان باتجاه بعضهما البعض عند اصطدامهما، فإن ذلك يزيد من طاقة تأثيرهما.
وقال كاهوي لموقع "لايف ساينس": "فكر في الأمر مثل القيادة على طريق سريع". موضحا أنه إذا اصطدمت سيارة، حتى لو كانت خفيفة الوزن، مثل دراجة نارية، بسيارة أثناء سرعتها في الاتجاه المعاكس، فقد يكون ذلك كارثيا لكلا السائقين.
وبالمثل، في الفضاء، يمكن أن تترك قطعة طلاء سريعة الحركة تصطدم بمحطة الفضاء الدولية علامة كبيرة نسبيا.
وفي الفضاء، تدور الأقمار الصناعية والمركبات الفضائية والحطام على طول العديد من المسارات المختلفة. وبينما قد يدور جسم ما أفقيا حول خط الاستواء، قد يدور جسم آخر عموديا حول القطبين. وحتى أن بعض الأجسام تتحرك "في الاتجاه المعاكس"، ما يعني أنها تدور عكس اتجاه مدار الأرض. ومع تزايد الحطام الذي يكتسح الفضاء، يتحول مدار الأرض المنخفض (الذي تدور فيه محطة الفضاء الدولية) إلى طريق سريع مزدحم في ساعة الذروة.
وأشار كاهوي: "يمكن أن يكون هناك احتمال لحدوث الكثير من الضرر".
كان رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية محظوظين لأن قطعة كبيرة من الحطام لم تصطدم بنافذتهم. وفقًا لوكالة الفضاء الأوروبية ، وقد لا تترك قطعة بحجم الميكروب سوى انبعاج، لكن شظية بحجم حبة البازلاء يمكن أن تعطل أنظمة الطيران الحرجة. وقطعة من الحطام بحجم كرة بينغ بونغ"سيكون تأثيرها كارثيا".
وقال ريدي إنه بهذا الحجم، يمكن أن تتسبب النفايات الفضائية في خفض ضغط المحطة الفضائية بسرعة، ما يجعل من المستحيل على رواد الفضاء التنفس على متنها.
وتعد نفايات الفضاء مشكلة متنامية. ويحتوي مدار الأرض على ما لا يقل عن 128 مليون قطعة من الحطام، و34 ألف قطعة منها أكبر من 10 سم، وفقا لمتحف التاريخ الطبيعي في لندن، وهذه مجرد أجزاء كبيرة بما يكفي لاكتشافها.
وتتشكل هذه القطع الصغيرة عندما تتجول الأقمار الصناعية بشكل طبيعي تحت الأشعة فوق البنفسجية الشديدة، أو عندما تصطدم قطع أكبر من الحطام الفضائي أو عندما يتم تدمير الأقمار الصناعية عمدا.
وتشمل القطع الأكبر حجما 3000 قمر صناعي مهجور، بالإضافة إلى مسامير وأجزاء أخرى تسقطها المركبات الفضائية أثناء عمليات الإطلاق.
ويعمل الباحثون على تطوير طرق لصيد النفايات من الفضاء، مثل استخدام الخطافات والشبكات والمغناطيس لسحبها مرة أخرى إلى الغلاف الجوي للأرض.
وقد يؤدي وجود الكثير من الخردة الفضائية إلى خطورة على البشر في استخدام مدار الأرض للأقمار الصناعية وأنواع أخرى من المركبات الفضائية. وتابع ريدي: "إننا لم نقترب من هذه النقطة الآن، ولكن من المهم أن نتقدم في مشكلة النفايات الفضائية لمنع المزيد من التراكم".
المصدر: لايف ساينس