زباله‌ها راه ما را برای رسیدن به ستاره‌ها سد کرده‌اند. صدها هزار قطعه زباله فضایی از پیچ و مهره فضاپیماها گرفته تا دستکش فضانوردان و قطعات بازمانده از ماهواره‌ها و سفینه‌های فضایی منهدم شده، زمین را محاصره و در واقع فضای اطراف این کره خاکی را به زباله‌دانی تبدیل کرده‌اند. متاسفانه از بین بردن این زباله‌ها به راحتی استفاده از یک کامیون آشغال‌جمع‌کن روی زمین نیست و دانشمندان به دنبال راهی برای مقابله با این معضل فضایی هستند.

تولید این زباله‌ها از 60 سال پیش که اسپوتنیک، نخستین ماهواره فضایی، به مدار زمین فرستاده شد، آغاز شده است و هر بار قراضه فضاپیماهایی به آنها اضافه شد که با سرعت هزاران مایل در ساعت دور زمین در حال گردش به دور زمین هستند.

یکی از گام‌های اولیه برای از بین بردن این زباله‌ها این است که اپراتورهای فضایی، تجهیزات و وسایل فضایی را به درستی در فضا هدایت کنند تا از ایجاد زباله‌های فضایی جلوگیری کنند. فرقی نمی‌کند که این وسایل فضایی، ماهواره بدون سرنشین باشد یا راکت همراه با انسان یا حتی ایستگاه فضایی بین‌المللی. به هر حال به نظر می‌رسد که در آینده برخی پاکسازی‌های فعال در ارتفاعات بالا انجام گیرد تا از وقوع خطرات احتمالی جلوگیری شود.

به گفته بیل ایلور، محقق شرکت Aerospace، فرستادن تجهیزات و راکب‌های فضایی کار راحتی است اما این خارج کردن آنهاست که کار را مشکل می‌کند.

این زباله‌های فضایی که گاهی برخی از آنها با سرعت 29 هزار کیلومتر در ساعت در مدار زمین در حال حرکت هستند، می‌توانند صدها سال به حرکت خود ادامه دهند. با این حال، نرخ افزایش این زباله‌ها در طی دهه گذشته، در مدار نزدیک به زمین بسیار بالاست. به طور مثال، در ژانویه سال 2007 دولت چین یک ماهواره کهنه هواشناسی را طی آزمایشی در فضا منهدم کرد و نتیجه آن ایجاد 2500 قطعه زباله جدید در فضا شد.

در فوریه دو سال بعد نیز یک ماهواره روسی 860 کیلویی با یک ماهواره مخابراتی 540 کیلویی برخورد کرد و نتیجه این برخورد سهمگین که در 790 کیلیومتری صربستان رخ داد، زباله‌های فضایی‌ای بود که تولید شدند و هم‌اکنون نیز کره زمین را تهدید می‌کنند.

در گذر زمان، با افزایش ماهواره‌ها و برخورد بیشتر قطعات این زباله‌ها رو به افزایش گذاشته و به بحران جدی تبدیل شده است. بر اساس اثری که اثر «سندروم کسلر» نامیده می‌شود، یک قطعه یک سانتی‌متری زباله فضایی می‌تواند با قدرتی برابر با یک نارنجک دستی با ماهواره‌ برخورد کند. هر برخورد موجب ایجاد قطعات بیشتری می‌شود و روند تولید زباله‌های فضایی به صورت «آبشاری» ادامه می‌یابد.

از آنجا که اکتشافات فضایی دولت‌ها به مرور به بخش خصوصی سپره می‌شود، کسب‌وکار ردیابی وسایل فضایی و زباله‌ها نیز به امری تجاری تبدیل شده است. هم‌اکنون شرکت‌های متعددی وجود دارند که به دنبال یافتن راهی برای پاکسازی زباله‌های فضایی هستند.

در ادامه به معرفی و بررسی برخی دستاوردها که در زمینه از بین بردن زباله‌های فضایی مورد مطالعه قرار گرفته‌اند، می‌پردازیم: 

فضاپیمای برین

«برین کرفت» باریک‌ترین فضاپیمایی است که تاکنون دیده‌اید. ابعاد این فضاپیما حدود یک متر در یک متر است و فقط 100 گرم وزن دارد. ایده ساخت این فضاپیما از زمان کودکی به ذهن سیژفرید جانسون (Siegfried Janson)، دانشمند ارشد شرکت Aerospace، خطور کرده است.

برین کرفت به دور اشیاء می‌گردد و نیروی کششی به آن وارد می‌کند تا از سرعت چرخش آن کم کند و آن را به اتمسفر زمین بفرستد. این فضاپیما اگر سوخت کافی داشته باشد، سپس شکار زباله دوم را شروع می‌کند.

برین کرفت ماه گذشته توانست در رقابت «طرح کانسپت‌های پیشرفته نوآورانه ناسا» برنده شود و جایزه 500 هزار دلاری آن را به خود اختصاص دهد. این فضاپیما از «کاپتون»، یک نوع فیلم پیشرفته ساخته شده است که در بسیاری از وسایل فضایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. با این همه برین کرفت کمتر از نصف ضخامت یک تار موی انسان ضخامت دارد تا به قول سازندگانش، از یک بعد خلاص شوند.

این فضاپیما مجهز به سلول‌های خورشیدی بسیار ریز و نیروی محرکه مایع یونی است. جیسون در این مورد می‌گوید: «یکی از کابوس‌های امروز دانشمندان این است که حجم زباله‌های فضایی ساعت به ساعت در حال افزایش است و تا 20 یا 30 سال آینده به یک معضل بزرگ تبدیل خواهد شد».

دانشمندان امیدوارند که با کمک این ورقه‌ها، فضاپیمایی را در ابعاد یک قوطی 1/5 متری درست کنند. جیسون تخمین می‌زند که این فضاپیما می‌تواند بیش از 40 شیء در حال حرکت با سرعتی سریع‌تر از گلوله تفنگ را در فضا بگیرد و از لحاظ عملکردی مشکلی برایش رخ ندهد. گفتی است این وسیله کوچک و ظریف باید به قدری محکم باشد که بتواند در برابر اثرات تشعشات فضایی نیز مقاومت کند. 

پاکبان مداری

شرکتی با نام Ad Astra Rocket که راکت پلاسما تولید می‌کند، قصد دارد سفرهای فضایی را آسان‌تر و سریع‌تر کند و هزینه تولید راکت‌های فضایی را از نمونه‌های احتراق شیمیایی کاهش دهد.

محصول این شرکت نوعی قایق یدک‌کش خورشیدی- برقی است که راکت‌های یک بار مصرف را با خود حمل می‌کند و انرژی مورد نیازش را از یک موتور پلاسما تامین می‌کند تا بتواند به راحتی در میان حجم انبوه زباله‌های فضایی حرکت کند و مانور بدهد.

چند سیستم هیدرولیک کوچک به این وسیله یدک‌کش وصل شده است که آن را به سمت زباله‌های فضایی پرتاب می‌کنند. این سیستم هیدرولیک، به زباله‌های فضایی می‌چسبد و یا آنها را به زمین برمی‌گرداند یا بر فراز اقیانوس آرام جنوبی به صورت کنترل‌شده می‌سوزاند یا آنها را در یک مدار بالاتر قرار می‌دهد.

به گفته فرانکلین چانگ دیاز، فیزیکدان و مدیرعامل شرکت، آنها نوعی سیستم محرکه توسعه داده‌اند که امکان جمع‌آوری زباله در چند مرتبه را فراهم می‌آورد و همین امر وجه تمایز «اوربیتال سوییپر» از سایر دستگاه‌های حذف زباله‌های فضایی است. موتور پلاسما به این دستگاه امکان می‌دهد در یک ماموریت چندین عملیات پاکسازی را انجام دهد.

منبع: آنا/نسترن صائبی

در ادامه بخوانید:

زباله‌های فضایی چگونه از بین برده می‌شوند؟ (بخش دوم)