ألمانيا: استخدام الليزر لمراقبة النفايات الفضائية

يمكن أن تؤدي قطعة نفايات فضائية صغيرة تسبح في الفضاء بسرعة كبيرة إلى تدمير مركبة فضائية، بحسب الباحث الألماني فولفغانغ ريد الذي يعمل مختبره على تطوير جهاز ليزر يمكنه قريبا مسح السماء بحثا عن نفايات تسبح في المدار الجوي.
وتعمد محطة الفضاء الدولية (آي إس إس) إلى المناورة عدة مرات سنويا لتجنب هذه النفايات.
يقول ريد الذي يعمل في معهد الفيزياء التقنية في شتوتغارت التابع لمركز الفضاء الألماني إن «جسما صغيرا يبلغ قطره 1,4 سم يمكن أن يعرض محطة الفضاء الدولية للخطر».
فهناك في الفضاء مئات آلاف من الأجسام الصغيرة التي هي من صنع الإنسان تدور حول الأرض. وتشمل هذه الأجسام شظايا ناتجة من أجزاء صواريخ محترقة وانفجارات صواريخ وتصادم أقمار صناعية وتحلل سطح مركبات فضائية ومركبات فضائية مهجورة.
وتتبع شبكة مراقبة الفضاء الأميركية نحو 25 ألفا من الأجسام التي تسبح في الفضاء ولا يقل قطرها عن خمسة سنتيمترات. هذا وعد بيان عام ل16 ألفا منها فقط، حيث يرجع ذلك بشكل جزئي إلى السرية العسكرية.
وبناء على تلك البيانات، تصدر شبكة مراقبة الفضاء الأميركية بانتظام تحذيرات حول عمليات الاصطدام المحتملة في الفضاء.
وقال ريد: «هذه المعلومات غير دقيقة نسبيا». ومن ثم، يعمل هو وفريقه في مرصد شتوتغارت على تتبع المسارات المدارية للحطام الفضائي بشكل أكثر دقة.
وأضاف: «لقد رأينا بالفعل من شتوتغارت أجساما يبلغ حجمها 30 سم». ويأمل فريق مركز الفضاء الألماني أن يزيد من دقة تلك المعلومات بتسليط أشعة الليزر على تلك الأجسام، في الوقت الذي تسجل فيه محطات الرصد الأرضية وحدات كم ضوئية منعكسة (فوتون) أو جزيئات الضوء الصغيرة للغاية. وأوضح ريد أن تلك الاختبارات الأولية كانت ناجحة.
وينطلق الحطام الفضائي الذي يُراقب بسرعة تبلغ نحو ثمانية كيلومترات في الثانية الواحدة ويكون مرئيا لبضع دقائق فقط. ولا يمثل هذا مشكلة بالنسبة للتلسكوب العاكس لمرصد شتوتغارت الذي يُتحكم فيه عن طريق الكومبيوتر الذي تبلغ كلفته عشرات الآلاف من اليورو. ويخطط فريق ريد في وقت لاحق لتقليل كمية الحطام الفضائي عن طريق أشعة ليزر تعمل بطاقة عالية وبإمكانها إبطاء أجسام مدارية إلى النقطة التي تجعلها تسقط في الغلاف الجوي للأرض وتحترق. وقال ريد إن أشعة ليزر من هذا النوع تتطلب محطة طاقة صغيرة خاصة بها.
ويجب أن تقاس تكلفة هذه المهمة في مقابل قيمة المركبة الفضائية التي من المفترض تُحمى. وتقدر وكالة الفضاء الأوروبية تكاليف إحلال واستبدال ما يقرب من ألف قمر صناعي تعمل في الفضاء حاليا بنحو 100 مليار يورو
.
وهناك عدد من الأفكار عن كيفية التخلص من النفايات الفضائية. فيمكن، على سبيل المثال، جمعها عن طريق أقمار صناعية مجهزة بذراع قابض أو شبكة. كما يمكن إزالة الحطام الموجود في المدارات المنخفضة عن طريق حوادث تحطم مسيطر عليها. وقال رودريغو دا كوستا، مدير المشاريع المستقبلية وتطوير الأعمال للأنظمة المدارية والاستكشاف في «أستريوم»، وهي شركة تصنيع أقمار صناعية تابعة لشركة «إيرباص»، إنه لا يزال من السابق لأوانه معرفة النهج أو الأسلوب الذي يعد واعدا بشكل أكبر.