كيف تشكل مخلفات الأقمار الصناعية خطرا على كوكب الأرض؟

أصبحت كمية الحطام الفضائي في مدار الأرض أكبر من أي وقت مضى، وتخلق وهذه المشكلة المتنامية بيئة محفوفة بالمخاطر بشكل متزايد بالنسبة للمركبات الفضائية والأقمار الصناعية.

المخلفات الفضائية

وبحسب مجلة نيوزويك الأمريكية، تتكون المخلفات الفضائية من الأقمار الصناعية غير العاملة، ومراحل الصواريخ المستهلكة، والأجزاء الناتجة عن اصطدام الأقمار الصناعية وانفجاراتها.

ومع إطلاق آلاف الأقمار الصناعية في السنوات المقبلة، فمن المتوقع أن تزداد احتمالات الاصطدام، وهو ما يهدد بتفاقم مشكلة الحطام الفضائي ويخلق تحديات للأنشطة الفضائية في المستقبل. كما أثارت هذه القضية نقاشاً حول ظاهرة تُعرف باسم متلازمة كيسلر.

متلازمة كيسلر

وتعد متلازمة كيسلر، سيناريو افتراضي اقترحه عالم وكالة ناسا دونالد جيه كيسلر في عام 1978، ويتوقع ما قد يحدث عندما تصل كثافة الأجسام في مدار أرضي منخفض (LEO) - ما يقرب من 100-1200 ميل فوق كوكب الأرض- إلى مستوى حرج معين.

وكتب مؤلفو دراسة أجريت عام 2023 حول هذه الظاهرة ونشرت في مجلة فرونتيرز: "تنبئ هذه المتلازمة بتزايد أعداد الحطام الفضائي، مما يؤدي إلى زيادة احتمالية الاصطدامات وإنشاء المزيد من الحطام، مما يؤدي إلى سلسلة من التأثيرات الضارة".

الأقمار الصناعية

وقالوا: "إن مثل هذه الاصطدامات، حتى الصغيرة منها، قد تؤدي إلى سلسلة من ردود الفعل الكارثية، مما يعرض جميع الأقمار الصناعية الموجودة للخطر ويملأ المدارات بالحطام عالي السرعة، وسوف يصبح الوصول إلى مدارات الفضاء أمرًا صعبًا للغاية، وقد تتعرض احتمالات استكشاف الفضاء الخارجي للخطر".

ومتلازمة كيسلر هي عملية يمكن أن تتكشف على مدى فترات زمنية متفاوتة، ربما من عقود إلى قرون، اعتمادًا على عوامل مثل كثافة الأقمار الصناعية في المدار، والالتزام بجهود تخفيف الحطام وإزالته وأي تصادمات مستقبلية قد تحدث. 

مثل هذا السيناريو قد يجعل استكشاف الفضاء واستخدام الأقمار الصناعية أمرًا خطيرًا، أو حتى غير قابل للتطبيق - فضلاً عن كونه أكثر تكلفة - لأجيال عديدة.

ويتحدث الخبراء، حول الشدة المحتملة والإطار الزمني لمتلازمة كيسلر، مع اختلاف الآراء حول مدى سرعة تفاقمها ومدى الضرر الذي يمكن أن تسببه للعمليات الفضائية.

وتشكل متلازمة كيسلر تهديدًا كبيرًا لمجموعة من التقنيات التي تعتمد على الأقمار الصناعية. على سبيل المثال، قد تؤدي هذه الظاهرة إلى انقطاع الخدمة على نطاق واسع مما يؤثر على خدمات الاتصالات والإنترنت.

وفي مثل هذا السيناريو، سوف تواجه أنظمة الملاحة، التي تعتمد بشكل أساسي على نظام تحديد المواقع العالمي القائم على الأقمار الصناعية، تحديات خطيرة أيضاً. 

ويؤثر هذا على كل شيء بدءاً من الملاحة الشخصية إلى لوجستيات الطيران. وسوف يمتد تأثير الدومينو إلى مجالات أخرى أيضاً، مثل التنبؤ بالطقس، نظراً لأن الأقمار الصناعية المخصصة للأرصاد الجوية سوف تكون معرضة للخطر.

وإذا أصبحت متلازمة كيسلر شديدة بما فيه الكفاية، فإن الظاهرة قد تحد من أنشطة استكشاف الفضاء إلى حد ما من خلال جعل إطلاق المركبات الفضائية والملاحة الآمنة لها عبر حقل الحطام أمرًا صعبًا.