حظر حكم حديث للأمم المتحدة استخدام الزئبق في وقود المركبات الفضائية. على الرغم من عدم استخدام أي شركة خاصة بالفعل للوقود الزئبقي في مركبة فضائية تم إطلاقها ، إلا أن الاحتمال كان مقلقًا بما فيه الكفاية – والمخاطر شديدة بما فيه الكفاية – حيث تم سن الحظر بعد سنوات قليلة فقط من بدء شركة أمريكية ناشئة في الولايات المتحدة تتلاعب بالفكرة. لو كانت الشركة تعتزم بيع معززات دافعة للزئبق لبعض الشركات التي تبني أبراجًا ضخمة من الأقمار الصناعية على مدار العقد المقبل ، لكان ذلك قد أدى إلى امتلاء الغلاف الجوي العلوي للأرض بالزئبق.
الزئبق هو سم عصبي. كما أنه يتراكم بيولوجياً ، مما يعني أن الجسم يمتصه بمعدل أسرع مما يستطيع الجسم القضاء عليه. الطريقة الأكثر شيوعًا للإصابة بالتسمم بالزئبق هي تناول المأكولات البحرية الملوثة. يقول مايكل بندر ، المنسق الدولي لمجموعة عمل زيرو ميركوري (ZMWG): “إنه أمر غير سار”. “لهذا السبب تعد هذه إحدى الحالات النادرة التي اجتمعت فيها حكومات العالم بالإجماع تقريبًا وصادقت على معاهدة.”
يشير بندر إلى اتفاقية ميناماتا لعام 2013 بشأن الزئبق ، وهي معاهدة للأمم المتحدة سميت على اسم بلدة في اليابان عانى سكانها من التسمم بالزئبق في مصنع كيميائي قريب لعقود. نظرًا لأن ملوثات الزئبق تجد طريقها بسهولة إلى المحيطات والغلاف الجوي ، فمن المستحيل تقريبًا على بلد ما منع التسمم بالزئبق داخل حدوده. وقال بندر “الزئبق ، إنه ملوث عابر للقارات”. “لذلك كانت هناك حاجة إلى معاهدة عالمية.”
اليوم ، الاستخدامات الوحيدة المتبقية المسموح بها للزئبق هي الإضاءة الفلورية وحشوات ملغم الأسنان ، وحتى يتم التخلص التدريجي من هذه الاستخدامات. يوجد الزئبق أيضًا كمنتج ثانوي لعمليات أخرى ، مثل حرق الفحم. ولكن بعد ذلك توصلت إحدى الشركات إلى فكرة استخدامها كمركبة فضائية.
في عام 2018 ، اتصل أحد موظفي Apollo Fusion بالموظفين العموميين من أجل المسؤولية البيئية (PEER) ، وهي منظمة غير ربحية تحقق في سوء السلوك البيئي في الولايات المتحدة. زعم الموظف ، الذي ظل مجهولاً ، أن شركة الفضاء الناشئة في ماونتن فيو بولاية كاليفورنيا خططت لبناء وبيع محركات الدفع باستخدام وقود الزئبق للعديد من الشركات التي تبني مجموعات من الأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض (LEO).
أكد أربعة من المطلعين على الصناعة أخيرًا أن Apollo Fusion تقوم ببناء محركات الدفع باستخدام وقود الزئبق. أصرت شركة Apollo Fusion ، التي استحوذت عليها شركة Astra الناشئة لصناعة الصواريخ في يونيو 2021 ، على ضرورة اعتبار تركيبة خليط الوقود الدافع معلومات سرية. سحبت الشركة خططها للوقود الزئبقي في أبريل 2021. ورفضت أسترا الرد على طلب للتعليق على هذه القصة.
لم يكن Apollo Fusion أول من فكر في استخدام الزئبق كمادة دافعة. اختبرته وكالة ناسا في الأصل في الستينيات والسبعينيات من القرن الماضي من خلال اختبارين للدفع الكهربائي الفضائي (SERTs) ، تم إرسال أحدهما إلى المدار في عام 1970. على الرغم من أن الاختبارات أظهرت فعالية الزئبق كوقود دافع ، فإن نفس المخاوف بشأن سمية العنصر التي ظهرت حظرت في العديد من الصناعات الأخرى كما أوقفت استخدامها من قبل وكالة الفضاء.
يقول كيفين بيل ، محامي الموظفين في PEER: “أعتقد أن الأمر قد سقط عن الكثير من رادارات الأشخاص”. “ثم قام شخص ما بإحياء البحث حوله وقال ، ‘مرحبًا ، بخلاف التأثير البيئي ، كانت هذه فكرة جيدة جدًا. سوف يمنحك ميزة تنافسية فيما أتخيله في سوق ضيق وتنافسي إلى حد ما.
ربما كان هذا هو السبب وراء رغبة Apollo Fusion في استخدامه في محركات الدفع الخاصة به. ظهرت أبولو فيوجن كشركة ناشئة في وقت واحد تقريبًا مع ظهور أبراج المدار الأرضي المنخفض الضخمة التي تستخدم مئات أو آلاف الأقمار الصناعية في مدارات تقل عن 2000 كيلومتر لتوفير تغطية مستمرة بزمن انتقال منخفض. إن العثور على دافع أرخص قليلاً وأكثر كفاءة لقمر صناعي كبير ثابت بالنسبة إلى الأرض لا يحرك الإبرة كثيرًا. لكن هل تفعل الشيء نفسه بالنسبة لآلاف الأقمار الصناعية التي تحتاج إلى استبدال كل بضع سنوات؟ إنه انخفاض ملحوظ أكثر.
لولا السمية الشديدة للزئبق ، لكانت في الواقع مادة دافعة جذابة للغاية. أراد Apollo Fusion استخدام نوع من الدافع الأيوني يسمى دافع تأثير هول. تعمل الدوافع الأيونية على تجريد الإلكترونات من الذرات التي تشكل دافعًا سائلًا أو غازيًا ، ثم يسحب مجال كهربائي الأيونات الناتجة بعيدًا عن المركبة الفضائية ، مما يولد قوة دفع متواضعة في الاتجاه المعاكس. تعني فيزياء محرك الصاروخ أن أداء محرك الصاروخ يزداد مع زيادة كتلة الأيون التي يمكنك تسريعها.
الزئبق أثقل من الزينون أو الكريبتون ، وهما الوقود الدافع الأكثر استخدامًا ، مما يعني المزيد من الدفع لكل أيون يتم طرده. كما أنه سائل في درجة حرارة الغرفة ، مما يجعله فعالاً في التخزين والاستخدام. وهي رخيصة – لا توجد منافسة كبيرة مع أي شخص يتطلع إلى شراء الزئبق.
يقول بندر إن ZMWG ، جنبًا إلى جنب مع PEER ، حصلت على رياح من Apollo Fusion لتسويق محركاتها القائمة على الزئبق لثلاث شركات على الأقل تنشر مجموعات LEO – One Web و Planet Labs و SpaceX. تمتلك شركة Planet Labs ، وهي شركة لتصوير الأرض ، ما لا يقل عن 200 CubeSats في مدار أرضي منخفض. لدى One Web و SpaceX ، كلاهما مزودا للاتصالات اللاسلكية ، الكثير. تخطط One Web لامتلاك ما يقرب من 650 قمرًا صناعيًا في المدار بحلول نهاية عام 2022. تمتلك SpaceX بالفعل ما يقرب من 1500 قمر صناعي نشط عالياً في كوكبة Starlink ، مع التركيز على نشر ما يصل إلى 30000 الأقمار الصناعية قبل اكتمال كوكبه. كما تخطط الأبراج الأخرى ، مثل كوكبة كايبر من أمازون ، لنشر آلاف الأقمار الصناعية.
في عام 2019 ، قدرت مجموعة من الباحثين في إيطاليا والولايات المتحدة كمية الزئبق المستخدمة في وقود المركبات الفضائية التي يمكن أن تعود إلى الغلاف الجوي للأرض. قدّروا أن كوكبة افتراضية من المدار الأرضي المنخفض تتكون من 2000 قمر صناعي ، يحمل كل منها 100 كيلوغرام من الوقود الدافع ، ستصدر 20 طنًا من الزئبق كل عام على مدى 10 سنوات. وفقًا للباحثين ، سينتهي المطاف بثلاثة أرباع هذا الزئبق في المحيطات.
يمثل هذا 1 ٪ من انبعاثات الزئبق العالمية من كوكبة فقط جزء صغير من الحجم الذي توقعه سبيس إكس وحده. وحذر الباحثون من أنه إذا تبنت المزيد من الأبراج التكنولوجيا ، فإنها ستشكل نسبة كبيرة من انبعاثات الزئبق العالمية ، على وجه الخصوص ، حيث يتم التخلص التدريجي من الاستخدامات الأخرى للزئبق كما هو متوقع في السنوات القادمة.
لحسن الحظ ، من غير المرجح أن تقلع معززات الصواريخ الزئبقية. قبل الاجتماع الرابع لاتفاقية ميناماتا ، سلطت كندا والاتحاد الأوروبي والنرويج الضوء على مخاطر الوقود الدافع الزئبقي ، إلى جانب ZMWG. تم تمرير الحكم الذي يحظر استخدام الزئبق في الأقمار الصناعية في 26 مارس 2022.
السؤال الآن هو التطبيق. يقول بيل: “من الواضح أنه لا يوجد جنود حفظ سلام تابعون للأمم المتحدة يذهبون إلى الفضاء لإسقاط” الأقمار الصناعية القائمة على الزئبق. لكن الدول الـ 137 ، بما في ذلك الولايات المتحدة ، الأطراف في الاتفاقية تعهدت بالالتزام ببنودها ، بما في ذلك حظر الوقود الدافع.
تبرز الولايات المتحدة في هذه القائمة لأنها ، كما يوضح بندر ، لم تصدق على اتفاقية ميناماتا عبر مجلس الشيوخ الأمريكي ، بل أودعت صك قبول لدى الأمم المتحدة. في بيان بتاريخ 7 نوفمبر 2013 (بعد حوالي شهر من اعتماد اتفاقية ميناماتا الأصلية) ، قالت وزارة الخارجية الأمريكية إن البلاد ستكون قادرة على الوفاء بالتزاماتها “بموجب السلطة التشريعية واللوائح الحالية”.
يقول بندر إن الاختلاف “خاطئ” لكن يبدو أن هذا يعني أن حكومة الولايات المتحدة وافقت على الالتزام بأحكام اتفاقية ميناماتا لأن لديها بالفعل قوانين مماثلة في الكتب. باستثناء أنه لا يوجد حتى الآن قانون أو لائحة أمريكية تحظر استخدام الوقود الدافع الزئبقي. بالنسبة إلى Bender ، يخلق هذا بعض عدم اليقين بشأن الامتثال عندما يدخل الحكم حيز التنفيذ في عام 2025.
ومع ذلك ، مع كون شركة أمريكية هي أول شركة ناشئة تلعب بالوقود الدافع للزئبق ، فقد يكون من المثالي الحصول على تصديق أمريكي أقوى على اتفاقية ميناماتا قبل أن تتخذ شركة أخرى نفس الفكرة. يقول بيل: “ستكون هناك دائمًا حوافز في السوق لتوفير المال والقيام بشيء أكثر خطورة”.
تحديث 19 أبريل 2022: في رسالة بالبريد الإلكتروني ، قال متحدث باسم Astra إن نظام الدفع للشركة ، Astra Spacecraft Engine ، لا يستخدم الزئبق. وقال المتحدث أيضًا إن Astra لا تخطط لاستخدام الوقود الدافع الزئبقي وليس لدى الشركة أي شيء في المدار يستخدم الزئبق.
من المقالات على موقعك
مقالات ذات صلة على الويب
