طبق گزارش دفتر زبالههای فضایی آژانس فضایی اروپا (ESA)، این امر باعث ایجاد ۵۶,۴۵۰ شیء در مدار شده است. از این تعداد، حدود ۳۶,۸۶۰ شیء بهطور منظم ردیابی و در یک کاتالوگ نگهداری میشوند، در حالی که ۱۰,۲۰۰ شیء همچنان فعال هستند. باقیمانده این اشیا شامل مراحل مصرفشده موشکها، ماهوارههای غیرفعال و قطعات زبالهای است که بر اثر انفجار سوختهای باقیمانده یا برخوردهای مداری ایجاد شدهاند. این وضعیت به پدیدهای به نام «سندرم کسلر» منجر میشود، که در آن افزایش زبالههای فضایی باعث برخوردهای بیشتر و در نتیجه تولید زبالههای بیشتری خواهد شد.
نکته نگرانکننده این است که اوضاع رو به وخامت است، زیرا تعداد پرتابها هر سال در حال افزایش است. سال گذشته، سازمانهای فضایی و شرکتهای خصوصی فضایی رکورد ۲۶۳ پرتاب را ثبت کردند که ایالات متحده با ۱۵۸ و چین با ۶۸ پرتاب پیشتاز بودند. از طرفی، نرخ تجزیه و فروپاشی قطعات فضایی نیز سالانه ۱۰ تا ۱۱ مورد است که به افزایش تعداد زبالههای فضایی منجر خواهد شد. طبق مطالعهای که توسط تیمی از دانشگاه بریتیش کلمبیا (UBC) انجام شده، این مسئله به این معناست که احتمال ورود زبالههای فضایی به حریم هوایی پرتردد سالانه یک به چهار است.
این تحقیق توسط ایوان رایت، دانشجوی دکتری در برنامه تحصیلات بینرشتهای UBC، هدایت شد. او با دکتر آرون بولی، دانشیار دپارتمان فیزیک و نجوم UBC و مدیر مشترک مؤسسه فضای خارجی (OSI)، و همچنین پروفسور مایکل بایرز، دارنده کرسی تحقیقاتی کانادا در سیاست جهانی و حقوق بینالملل در دپارتمان علوم سیاسی UBC، همکاری داشت. مقاله آنها با عنوان «بستهشدن حریم هوایی به دلیل ورود مجدد اشیای فضایی» اخیراً در مجله Scientific Reports منتشر شده است.
بحث زبالههای فضایی و سندرم کسلر معمولاً روی خطرات آن برای ماهوارهها، محمولههای فضایی و ایستگاههای فضایی متمرکز بوده است. ناسا و سایر آژانسهای فضایی همکارش قصد دارند تا سال 1409 ایستگاه فضایی بینالمللی (ISS) را پس از سی سال فعالیت مداوم از رده خارج کنند. اما این شرایط باعث خواهد شد که تعداد بیشتری از زبالهها بهطور منظم وارد جو زمین شوند، که همه آنها بهطور کامل در جو نمیسوزند.
در حالی که احتمال برخورد زبالههای فضایی با یک هواپیما بسیار کم است (یک در ۴۳۰,۰۰۰ مورد طبق مقاله UBC)، پژوهش این تیم به اختلالات احتمالی در پروازهای تجاری و هزینههای اضافی ناشی از آن اشاره میکند. نمونهای از این خطر، «تجزیه سریع و برنامهریزینشده» (RUD) فضاپیمای استارشیپ در 27 دی، طی هفتمین آزمایش پرواز مداری آن بود. این انفجار، که اندکی پس از ورود مجدد نمونه اولیه به جو زمین رخ داد، باعث شد تکههای زباله روی ساکنان جزایر تورکس و کایکوس فرو بریزند. رایت در بیانیهای که توسط UBC منتشر شد، گفت:
«انفجار اخیر فضاپیمای استارشیپ اسپیسایکس بلافاصله پس از پرتاب، چالشهای بستن ناگهانی حریم هوایی را نشان داد. مقامات منطقهای را بهعنوان منطقه خطر برای هواپیماها مشخص کردند و بسیاری از پروازها مجبور شدند مسیر خود را تغییر دهند یا بازگردند. و این در حالی بود که اطلاعات دقیقی در مورد محل سقوط زبالههای موشک داشتیم، که معمولاً در مورد ورود کنترلنشده زبالهها به جو چنین اطلاعاتی در دست نیست.»
مورد مشابهی در سال 1401اتفاق افتاد، زمانی که مراحل مصرفشده یک موشک لانگ مارچ ۵B چین، با وزن حدود ۲۰ تن، مقامات هوانوردی اسپانیا و فرانسه را مجبور به بستن بخشی از حریم هواییشان کرد. اگر این قطعات مداری در ارتفاع کم قرار بگیرند، میتوانند بدون کنترل به زمین بازگردند و بخشهای بزرگی از آنها ممکن است به سطح زمین برسند. در کنار رکورد تعداد پرتابهای سال گذشته، ۱۲۰ مورد ورود کنترلنشده زبالههای موشکی به جو ثبت شده و بیش از ۲,۳۰۰ مرحله مصرفشده موشک همچنان در مدار زمین باقی ماندهاند.
منبع: مارکوس هاوورث/رویترز
طبق گزارش انجمن بینالمللی حملونقل هوایی، انتظار میرود تعداد مسافران هوایی در سال جاری حدود ۷٪ افزایش یابد. با افزایش تعداد پرتابهای فضایی و پروازهای تجاری، تیم پژوهشی UBC بر این باور است که باید اقداماتی برای کاهش خطرات احتمالی انجام شود. در این پژوهش، آنها پرترددترین روز و منطقه هوایی در سال1402 را مورد بررسی قرار دادند که آسمان دنور، کلرادو بود – با یک هواپیما در هر ۱۸ کیلومتر مربع. سپس احتمال ورود مراحل مصرفشده موشکها به جو زمین را، بر اساس دادههای یک دهه اخیر، با میزان ترافیک هوایی مطابقت دادند.
نتایج نشان داد که در مناطقی که حداقل ۱۰٪ از حداکثر تراکم ترافیک هوایی را دارند، احتمال ورود زبالههای فضایی ۲۶٪ است. رایت اظهار داشت: «جالب اینجاست که منطقهای از حریم هوایی جنوب اروپا که در سال 1401 بسته شد، تنها ۵٪ از حداکثر تراکم را داشت.» طبق یافتههای آنها، احتمال ورود مجدد زبالههای فضایی به چنین مناطقی در سطح جهان ۷۵٪ در سال است.
در حال حاضر، زمانی که زبالههای فضایی در نزدیکی مناطق پروازهای تجاری وارد جو میشوند، مقامات هوانوردی مسیرهای پروازی را تغییر داده، حریم هوایی را میبندند یا خطر را میپذیرند و پروازها را ادامه میدهند. اما دکتر بولی این موضوع را زیر سوال میبرد و میگوید: «چرا مقامات باید اصلاً چنین تصمیماتی بگیرند؟ ورود کنترلنشده بدنه موشکها به جو، یک انتخاب طراحی است، نه یک ضرورت.» او تأکید میکند که صنعت فضایی در واقع ریسک خود را به صنعت هوانوردی و مسافران هوایی تحمیل میکند.
یکی از راهحلهای پیشنهادی، طراحی مراحل موشکها بهگونهای است که هنگام ورود مجدد، مسیر مشخصی داشته باشند و در مناطق دور از مسیرهای هوایی، مانند اقیانوسها، سقوط کنند. اما اجرای این راهحل نیازمند همکاری بینالمللی است. دکتر بایرز میگوید: «کشورها و شرکتهایی که ماهواره پرتاب میکنند، حاضر نیستند هزینه اضافی برای بهبود طراحی موشکهایشان بپردازند، مگر اینکه همه آنها مجبور به این کار شوند. بنابراین، دولتها باید با هم همکاری کنند و استانداردهای جدیدی در این زمینه وضع کنند.»