با این حال، افزایش برنامهریزیشدهی صورتهای فلکی بزرگ ماهوارهای در حال حاضر موجب تکرار عظیم منابع شده است، زیرا شرکتها و حتی کشورهای مختلف تلاش میکنند تا زیرساخت فضایی مخصوص خود را در مدار زمین ایجاد کنند. مشکل اینجاست که فضای قابل استفاده در مدار پایین زمین (LEO) محدود است، و اگر تعداد ماهوارهها از حدی بیشتر شود، تنها یک برخورد کافی است تا پدیدهای به نام سندروم کسلر (Kessler Syndrome) رخ دهد؛ یعنی برخورد زنجیرهای که در آن بسیاری از ماهوارههای فعال نابود میشوند و پرتاب ماهوارههای جدید برای سالها غیرممکن میگردد.
در مقالهای تازه از پژوهشگران دانشگاه ملی فناوری دفاعی چین، رویکردی جایگزین برای این وضعیت پیشنهاد شده است: بهجای ایجاد چندین ابرصورت فلکی مجزا، یک سامانهی ماژولار و واحد ایجاد شود — مشابه نحوهی عملکرد رایانش ابری (Cloud Computing) در اینترنت امروزی.
بر اساس اسناد ثبتشده در اتحادیه بینالمللی مخابرات (ITU)، بیش از یک میلیون ماهواره برای پرتاب در آینده برنامهریزی شدهاند. بخش عمدهای از آنها مربوط به سه صورت فلکی بزرگ ارتباطی هستند: استارلینک (SpaceX)، پروژه کویپر (آمازون) و وانوب (OneWeb). این سامانهها از یکدیگر مستقلاند و هیچ سازگاری فنی میان آنها وجود ندارد؛ هرکدام پروتکلها و استانداردهای خاص خود را دارند که ارتباط بینسیستمی را تقریباً ناممکن میسازد.
گرچه همهی این ماهوارهها در مدار پایین قرار نمیگیرند، اما حفظ فاصلهی ایمن میان آنها در چنین مداری با این تعداد بسیار دشوار خواهد بود. یک پژوهش جداگانه تخمین زده است که حداکثر ظرفیت ایمن مدار پایین زمین حدود ۱۷۵ هزار ماهواره است، آنهم به شرطی که هر ماهواره دستکم ۵۰ کیلومتر فاصلهی عمودی و افقی با دیگری داشته باشد.
راهحل پیشنهادی این پژوهشگران، سامانهای به نام «صورت فلکی بزرگ، متنباز و پایدار» (Open and Shared Sustainable Mega-Constellation – OSSMC) است. در این مدل، ماهوارهها استانداردسازی و قابلتعویض میشوند تا بتوانند بهصورت مشترک و هماهنگ عمل کنند. بر اساس محاسبات آنان، این رویکرد میتواند ضمن افزایش کارایی عملیاتی، تعداد ماهوارههای مورد نیاز را به زیر ۵۰ هزار عدد کاهش دهد — یعنی بسیار کمتر از حد بحرانی مدار پایین زمین.
برای اجرای این سامانه، دو نوآوری معماری پیشنهاد شده است:
۱. زیرساخت «حسگر + شبکه + هوش مصنوعی» (SNAI) که عملکرد ماهواره را به سه بخش اصلی تقسیم میکند:
- حسگرها برای درک محیط اطراف ماهواره،
- شبکه برای برقراری ارتباط با دیگر ماهوارهها،
- و هوش مصنوعی برای پردازش دادهها و تصمیمگیری خودکار.
این ساختار باعث میشود هر ماهواره به یک گره (Node) در شبکهای گسترده تبدیل شود که میتواند بهراحتی جایگزین یا بهروزرسانی گردد.
۲. نوآوری دوم، الگوی «ابر – مخزن – ترمینال» (Cloud–Pool–Terminal) است. در این طرح، هر ماهواره همانند یک گره ابری عمل میکند و در زمانهایی که از ظرفیت محاسباتی آن استفاده نمیشود، میتواند توان پردازشی خود را وارد مخزن مشترک (Pool) کند. کاربران زمینی از طریق ترمینالها به این شبکه دسترسی خواهند داشت و از این منابع مشترک بهرهمند میشوند. در واقع، این ساختار شبیه همان شیوهای است که سامانههای رایانش ابری امروزی بر پایهی آن کار میکنند — با این تفاوت که این بار «ابر» واقعاً در بالای ابرهای زمین قرار دارد!
نویسندگان مقاله تنها به ارائهی ایده اکتفا نکردهاند، بلکه مدل خود را با سامانههای کنونی نیز مقایسه کردهاند. نتایج نشان میدهد که این معماری جدید میتواند امتیاز اثرگذاری مداری (Orbit Impact Score) و نرخ برخورد احتمالی در فضا را تا چندین درصد دو رقمی کاهش دهد. از نظر هزینهی کلی نیز، تخمین زده شده که هزینهها تا ۱۹٫۱۵ درصد کمتر خواهد شد، در حالیکه دقت موقعیتی (Geometric Dilution of Precision) تا ۵۱٫۰۷ درصد افزایش مییابد.
از شاخصهای دیگر، میتوان به نرخ موفقیت مأموریتها اشاره کرد که در این مدل از ۲۶ درصد به ۴۵ درصد افزایش یافته و نرخ شکست مأموریتها نیز از ۵۱ درصد به تنها ۱ درصد کاهش یافته است. البته باید توجه داشت که این دادهها بر اساس شبیهسازیهای نیمهفیزیکی خود نویسندگان بهدست آمده و نه از مأموریتهای واقعی ماهوارهای موجود.
با وجود مزایای نظری این مدل، یک مانع بزرگ بر سر راه اجرای آن وجود دارد: تنشهای ژئوپلیتیکی. ایالات متحده و متحدانش که اکنون کنترل بخش عمدهای از صورتهای فلکی ماهوارهای را در دست دارند، از مدتها پیش تجهیزات مخابراتی ساخت چین — از جمله محصولات هواوی (Huawei) — را به دلایل امنیتی ممنوع کردهاند. همچنین نقش مهم استارلینک در جنگ روسیه و اوکراین نشان داده که زیرساختهای فضایی میتوانند در درگیریهای سیاسی و نظامی نقش حیاتی داشته باشند. بنابراین، احتمال شکلگیری یک سامانهی مشترک جهانی که منافع کشورها را به اشتراک بگذارد، در حال حاضر بسیار اندک است.
با این حال، اگر روزی جهان به سمت ثبات و همکاری بیشتر پیش برود، شاید ایدهی چنین سامانهی باز و مشترکی تحقق یابد — ساختاری که میتواند نهتنها ازدحام در مدار زمین را کاهش دهد، بلکه هزینهها را پایین آورده و امنیت فضایی بشر را نیز افزایش دهد. اما تا آن زمان، بهتر است نفسمان را در سینه حبس نکنیم؛ زیرا رسیدن به چنین اجماعی، فعلاً رؤیایی دور از دسترس است.
