لقد أدى التنظيم غير القانوني التاريخي للغلاف الجوي للأرض والفضاء المداري من حوله إلى نقل علم الفلك ومجتمعات الفضاء إلى نقطة حرجة حيث يلزم اتخاذ إجراءات للتحرك نحو مستقبل مستدام.
في غضون خمس سنوات تقريبًا ، ستكون فوييجر 1 على بعد يوم خفيف من الأرض ، وتسارع في الاتجاه العام لنظام جليز 445 النجمي. في هذه المرحلة ، سيكون هدفها الأساسي قد تحقق ، وفشل مصدر قوتها ، وبشكل أساسي ستصبح فوييجر 1 بقايا خاملة لاستكشاف الإنسان للفضاء متجهاً نحو الظلام. ستواجه فوييجر 2 وربما نيو هورايزونز مصيرًا مشابهًا ، يليها رواد الفضاء 10 و 11 المهجورون بالفعل. إن التأخير في أعقاب هؤلاء الرواد العلميين هو وسيلة لإيصالهم إلى ما هم عليه الآن: صواريخهم في المرحلة الأخيرة ، وفي حالة نيو هورايزونز ، اثنان من الأوزان الصغيرة لليويو دي سبين. المركبات الفضائية البالية الأخرى تتناثر على أسطح نظامنا الشمسي ، من Huygens البعيدة الموجودة على سطح تيتان أو فيلة التي تستريح في صدع على المذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko ، إلى بقايا أكثر من 80 مهمة – بما في ذلك الأعلام والأدوات ، كرات الغولف ، تمثال صغير وإنجيل – على القمر. إجمالاً ، تنتشر مئات القطع من المخلفات البشرية في جميع أنحاء بيئة نظامنا الشمسي. من المستحيل “تنظيف” معظم هذه الأشياء: إما أنه لا يمكن استعادتها بالتكنولوجيا الحالية ، أو من المستحيل اقتصاديًا القيام بذلك.
في مدار الأرض ، يوجد أكثر من 22000 جسم ذي حجم ملموس ، وفقًا للفهرس العام للأجسام الفضائية التي يصنعها الإنسان. فقط حوالي خُمس هذه الكائنات نشطة وتؤدي وظائف مهمة في مجالات الاتصالات ، وتحديد المواقع العالمية ، ومراقبة الأرض ، والدفاع الوطني ، وعلم الفلك ، إلخ. 17500 المتبقية عبارة عن قمامة: أقمار صناعية ميتة ، مراحل صاروخية منهكة ، خردة فضائية عامة أخرى. في حين أن المستويات الحالية مقلقة إلى حد ما بالفعل ، يتم الآن إطلاق آلاف الأجسام الجديدة في مدار كل عام – لا سيما لتعزيز مجموعات الاتصالات مثل Starlink و OneWeb – في حين أن عددًا أقل بكثير فقط يترك المدار ، أو يحترق في بداية العام الدراسي أو يختبر الصعوبات. يتوقف على سطح الأرض. تشير التقديرات إلى أن عدد الأقمار الصناعية النشطة سيصل إلى 100000 بحلول نهاية العقد ، وبعمر نموذجي يبلغ خمس سنوات ، سيزداد نمو “القمامة” المرتبطة بها في مدار الأرض بشكل كبير. تشير النمذجة إلى أن الاصطدامات المعوقة بين الحطام والأقمار الصناعية النشطة ستحدث مئات المرات سنويًا (مقارنةً بالصفر حاليًا).
تسبب هذا الانتشار للأجسام المدارية في قلق متزايد ، حيث أصبحت “استدامة الفضاء” موضوع نقاش داخل مجموعة السبع والمنتدى الاقتصادي العالمي. توجد التكنولوجيا الآن لإزالة مثل هذه النفايات الفضائية من المدار (مثل ELSA-d و ClearSpace-1) ، ولكن نظرًا لأن الجدوى الاقتصادية لا تزال غير جذابة ، فمن الأفضل التفكير في منع مثل هذه الخردة بدلاً من العلاج. في حين أن التأثيرات البيئية على سطح كوكبنا وفي الغلاف الجوي يتم التحكم فيها وتنظيمها إلى حد كبير على المستوى الوطني ، فإن التأثير البيئي على الفضاء حول كوكبنا أقل نسبيًا وهو مشكلة عالمية بطبيعتها. تقوم معاهدة واتفاقية منذ الأيام الأولى لسباق الفضاء – قبل فهم حقائق الأبراج الساتلية والأسلحة المضادة للأقمار الصناعية – بالكثير من الرفع الثقيل ، وتوضع الكثير من التوقعات على مشغلي الأقمار الصناعية النشطين للوقوف أو تحديد- مدار الأقمار الصناعية التي انتهى عمرها الافتراضي. في هذا العدد من علم الفلك الطبيعي، يدعو عدد من الخبراء إلى تنظيم أكثر صرامة للفضاء المداري القريب من الأرض ولكي يتم اعتباره بيئة ذات حماية مماثلة للبيئات الأخرى على الأرض. تحتوي مقالة المنظور على معلومات تم تقديمها إلى محكمة الاستئناف بالولايات المتحدة في معارضة الترخيص الممنوح من قبل لجنة الاتصالات الفيدرالية لنشر سواتل سبيس إكس ستارلينك. يحدد الخبراء ثلاثة جوانب لهذه البيئة القريبة من الأرض التي يجب التحكم فيها بشكل أفضل: النظام الراديوي ، لتقليل التداخل الراديوي لضمان الوصول العادل إلى الاتصالات الراديوية وأيضًا للحفاظ على علم الفلك الراديوي ؛ السماء البصرية ، للحد من التلوث الضوئي لضمان الوصول البصري العادل إلى السماء ، وهو أمر مهم في التقاليد الثقافية وعلم الفلك البصري / القريب من الأشعة تحت الحمراء ؛ والفضاء المداري ، لتمكين التقاسم الآمن للقدرة المتاحة لحركة المرور عبر الأقمار الصناعية.
إلى جانب الاهتمام البيئي بتراكم النفايات الفضائية في الفضاء المداري القريب من الأرض ، هناك اعتبار بيئي آخر يثقل كاهل أذهان علماء الفلك وهو تأثير أنشطتهم البحثية على تغير المناخ. في السنوات الأخيرة ، أخذ علماء الفلك زمام المبادرة في تحديد بصمتهم الكربونية ، من أجل استهداف أفضل لاستراتيجيات الحد من انبعاثات غازات الاحتباس الحراري والحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. عدد من المقالات في علم الفلك الطبيعي وفي أماكن أخرى حددت الحوسبة الفائقة والطيران الأكاديمي كمساهمين رئيسيين في البصمة الكربونية لعلماء الفلك ، ومع ذلك فإن مقالًا في هذا العدد بقلم يورغن نودلسدير وزملاؤه يحدد البنية التحتية للبحوث الفلكية (مثل المراصد الأرضية ومساحة البعثات) باعتبارها أكبر مصدر للكربون. ثاني أكسيد. في البحث الدؤوب عن مرايا أكبر أو أطباق تلسكوب على الأرض وفي الفضاء ، الكتلة والتكلفة – الكميتان المستخدمتان كأساس لثاني أكسيد الكربون2 التقديرات – التركيبات الجديدة والمستقبلية آخذة في الارتفاع. في حين أنه من المشجع أن نرى بناة المرافق المستقبلية مثل التلسكوب الكبير للغاية ومصفوفة الكيلومتر المربع يأخذون الاستدامة على محمل الجد ، يقترح كنودلسيدر وزملاؤه أنه ينبغي تنظيم ميزانيات الكربون للبنية التحتية الجديدة على مستوى أوسع من قبل الممولين ووكالات الفضاء ، والتي سيكون لها بشكل مثالي صورة أوسع وأطول أجلاً لمستقبل مستدام. قد يكون من الضروري إبطاء تطوير البنية التحتية في علم الفلك للتعامل مع القيود المستقبلية.
في كلتا الحالتين ، سواء كانت البيئة من حولنا مباشرة أو أعلى بكثير من رؤوسنا ، هناك حاجة ملحة لتنظيم بعيد النظر يحافظ على الموارد الثمينة التي لدينا حاليًا ويخلق رؤية لمستقبل مستدام لعلم الفلك وما بعده.
حول هذه المقالة
اقتبس هذا المقال
أنقذوا الأرض … والفضاء.
نات استرون (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01676-1
