حصلت شركة Starlink’s Got Company – ومدار الأرض مزدحمة

في مساء يوم 28 أبريل ، شرعت Amazon في أحدث مشروع لها لمنافست SpaceX Starlink: أول إطلاق لمشروعها Kuiper Satellites. مع وجود 27 من الأقمار الصناعية الآن في مدار حول الأرض ، تنضم Amazon إلى عدد متزايد من الشركات التي تعمل على وضع أكثر من 1000 قمر صناعي في الفضاء لإنشاء كوكبة ميجا الخاصة بها. مع كل هذه الأشياء في المدار ، تتزايد مخاطر الاكتظاظ ، وإذا كان أي من هذه الأشياء تصادم ، فقد تكون النتائج كارثية.

بصرف النظر عن Amazon و SpaceX ، فإن OneWeb ومقرها المملكة المتحدة ، والتي اندمجت مع مشغل الأقمار الصناعية الفرنسية Eutelsat في عام 2023 ، لديها كوكبة خاصة بها ، وهناك العديد من الشركات الصينية المخطط لها أيضًا. هناك كوكبة قوات ميجا المدعومة من الحكومة الصينية ، والتي بدأت عمليات إطلاقها العام الماضي لكنها لا تزال محجبة في السرية ، بالإضافة إلى مشروع Qianfan أو Ad Thousand Sails التجاري ، الذي بدأ إطلاقه في عام 2023 ويخطط لوضع ما يصل إلى 15000 قمر صناعي في المدار.

وجد تقرير حديث صادر عن وكالة الفضاء الأوروبية (ESA) أنه تم إطلاق أكثر من 2500 كائن في مدار منخفض الأرض في عام 2024 ، أي أكثر من خمسة أضعاف عدد الكائنات التي تم إطلاقها في أي سنة قبل عام 2020.

عدد الأقمار الصناعية النشطة الآن مماثلة لعدد قطع الحطام في المدار. إذا استمرت الاتجاهات الحالية في الإطلاق ، فقد تقدر ESA ما يقرب من 50000 كائن أكبر من 10 سم في مدار منخفضة الأرض بحلول عام 2050. خلال السنوات القليلة المقبلة ، قد يكون هناك متوسط ​​تقديري لثمانية أقمار صناعية يتم إطلاقها يوميًا من الأرض ، أو كتلة إجمالية من أربعة أطنان من المواد المرسلة إلى الفضاء يوميًا.

تتيح هذه الأقمار الصناعية الاتصالات والوصول إلى الإنترنت في المواقع البعيدة ، وفي المناطق التي تدمرها الكوارث الطبيعية أو الحرب. لكن المساحة المحيطة بكوكبنا تزداد ازدحامًا بشكل متزايد مع كل من الأقمار الصناعية العاملة والخردة التي خلفتها المهام القديمة – وستزداد المشكلة سوءًا مع إطلاق المزيد من الأقمار الصناعية.

يتفق الخبراء على أننا نحتاج بشكل عاجل إلى قواعد أكثر شمولية حول إدارة الأشياء في المدار ، ولكن في عالم مستقطب بشكل متزايد ، تبدو فكرة التعاون العالمي لحماية الفضاء أكثر بعيدة من أي وقت مضى.

يقول فيشنو ريدي من جامعة أريزونا: “هناك سباق لملء المدار المنخفض”.

لا تعمل الأقمار الصناعية التي تملأ المساحة فقط. هناك ملايين من القطع غير المرغوب فيها تطفو حولها ، والكثير منها يسافر بسرعات عالية للغاية. تقدر وكالة الفضاء الأوروبية أن أكثر من 1.2 مليون كائن في المدار “كبيرة بما يكفي لتكون قادرة على التسبب في أضرار كارثية” إذا تصطدم بأي شيء. يزدحم المدار المنخفض الأرض بشكل خاص ، مع الآلاف من الأشياء التجارية بالإضافة إلى آلاف القطع الأخرى من الحطام.

المشكلة ليست فقط أن الحطام يمكن أن يلحق الضرر بقطعة حيوية من المعدات ، مثل المحطة الفضائية الدولية. في حالة حدوث تصادمات كافية من قطع الحطام الصغيرة ، يمكن أن تخلق المزيد والمزيد من الحطام ، مما يسبب المزيد والمزيد من التصادمات ، مما يخلق تأثير تتالي ، مما قد يجعل الوصول إلى الفضاء غادر ، أو حتى يتطلب إغلاق جميع برامج الفضاء العالمية في المستقبل.

يقول عالم الفلك أوليفييه هايناوت من المرصد الجنوبي الأوروبي ، الذي عمل على عرض سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع سطوع القمر الصناعي: “من الواضح أن مشغلات” “ومع ذلك ، إذا وضعوا الكثير ، فستكون هناك تصادمات. وبمجرد أن تبدأ في الحصول على تصادمات ، يمكن أن يكون لديك رد فعل متسلسل ، متلازمة Kessler ، ويمكنك الحصول على مجموعة كاملة من المدارات غير صالحة للاستعمال.”

مسألة الاكتظاظ المداري لها آثار الآن. يمكن أن تتداخل الأقمار الصناعية القريبة من بعضها البعض مع عمليات نقل بعضها البعض. إن تغير المناخ يجعل المشكلة أسوأ أيضًا ، حيث أن إطلاق غازات الدفيئة يتسبب في تقلص الغلاف الجوي العلوي ، مما يقلل من قدرته على سحب الحطام وتدميره.

لا أحد يقترح أن يتم حظر الأقمار الصناعية أو حتى الأبراج الضخمة ، لكن إطلاق آلاف الأشياء في السنة في المدار يأتي مع جانب سلبي لا يتم الاعتراف به في كثير من الأحيان. بدأ الباحثون في النظر في مكان وجود حدود القدرة المدارية ، وما إذا كان المستوى الحالي للإطلاق مستدامًا على المدى الطويل.

ليست الأقمار الصناعية العاملة هي نفسها مشكلة. سيتم تتبع القمر الصناعي المملوك لشركة ومراقبته. ولكن هناك آلاف القطع من الحطام التي تتجول بالفعل في مدار منخفض الأرض والتي تعتبر صغيرة جدًا. كلما زاد عدد الأقمار الصناعية التي وضعناها في المدار ، زاد احتمال الاصطدام بقطعة من الحطام.

من المسؤول عن تتبع الحطام ومنع التصادم؟ لا أحد ، بشكل أساسي. في الممارسة العملية ، يتطلع مجتمع الفضاء إلى حكومة الولايات المتحدة لتتبع المعلومات ، ويأمل أن يتصرف الجميع بمسؤولية.

يقول ريدي: “مشغلو الأقمار الصناعية مسؤولون عن الأقمار الصناعية”. “تتتبع قوة الفضاء عددًا من الكائنات وتحديث الكتالوج عدة مرات في اليوم ، والأمل هو أن يكون الناس قادرين على الدفاع عن أنفسهم ، بناءً على ما تقدمه الولايات المتحدة بحرية.”

هذا يمتد للتخلص من الأقمار الصناعية غير العملية. واتفق الخبراء على SpaceX مسؤولاً نسبيًا في إزالة الأقمار الصناعية المنهارة. بينما يجلس أقمار STARLINK في مدار منخفض للغاية ، بعد بضع سنوات تسقط بشكل طبيعي في جو الأرض حيث تنفجر.

لا يرغب مشغلو الأقمار الصناعية في القتال مع بعضهم البعض من أجل الفضاء ، لذلك يستخدم كل منهم مدارات مختلفة. على سبيل المثال ، تم إطلاق سواتل المشروع Kuiper على ارتفاع أعلى قليلاً من تلك التي يتمتع بها Starlink. ومع ذلك ، لا يزال من الضروري نقل الأقمار الصناعية عبر المدارات الأخرى ، وهذا هو السبب في أن الازدحام المداري يمثل مشكلة.

يقول ريدي: “ما يرتفع يجب أن ينزل”. “لذلك في النهاية ، يتعين على الكويبر أن يتجولوا في النطاق المداري للمدارس. ماذا يحدث بعد ذلك؟”

لم ترد Amazon على أسئلة حول كيفية تخطيطها للتخلص من أقمار Kuiper بأمان أو كيف تخطط لإدارة أي تواصل محتمل.

تجنب الأيام السيئة

يمكن أن تصبح النزاعات المحتملة بين مشغلي الأقمار الصناعية قضية رئيسية ، لأن تجنب الاصطدامات يأتي بتكلفة مالية. إذا ، على سبيل المثال ، ، كان قمر صناعي Starlink و Project Kuiper Satellite في دورة تصادم – ما يشير إليه الخبراء على أنه اقتران – ثم يحتاج أحد الأقمار الصناعية أو كلاهما إلى ضبط مدارهم باستخدام بعض من إمداداتهم المحدودة من الوقود.

يقول ريدي: “لديك الآن الأشخاص في Starlink و Kuiper الذين يتعين عليهم أن يقرروا من سيحرق الغاز لتجنب ضرب بعضهم البعض ، وهذا سيأكل في أرباحهم”.

هذا في الواقع أحد أكثر السيناريوهات الإيجابية ، لأن الأقمار الصناعية على الأقل في Starlink و Project Kuiper لديها أصحاب مسؤوليات واضحة تجاههم. هذا ليس هو الحال بالنسبة لآلاف القطع من الحطام الأصغر في المدار.

يقول ريدي: “يوم جيد هو عندما يمكنك الحصول على ارتباط بين قمرتين وكلاهما يعملان”. “يوم سيء هو عندما يكون لديك شيئان لا يعملان ، حيث اختفى المشغلون ، وهناك تصادم. كل ما يمكنك فعله هو الجلوس والصلاة لا يخلقون الحطام.”

من المستحيل تقريبًا التنبؤ بالضبط مقدار الحطام الذي سيخلقه أي تصادم معين ، لأنه يعتمد على سرعة التأثير والاتجاه ، وما هي الكائنات المصنوعة. مع معلومات حول تكوين الأقمار الصناعية في بعض الأحيان ، لا توجد طريقة لمعرفة مقدار الضرر الذي يمكن أن يحدثه التأثير.

يتضاعف هذا الموقف من خلال الأبراج الضخمة الأقمار الصناعية ، حيث تشترك الآلاف من الأقمار الصناعية في مدار. إذا كانت إحدى أعطال القمر الصناعي وانفجرها ، فقد تحتاج الشركة إلى نقل مئات الأقمار الصناعية لضبطها – ويمكن أن تخلق تلك المناورات المزيد من الاقتران. سيكون الوضع أسوأ ، وحتى أكثر فوضى ، إذا كانت هناك عدة مجموعات ضخمة.

يقول ريدي: “الأمل هو أنه لن يحدث”. “ولكن عندما يحدث ذلك ، يمكن أن يصبح سيئًا بسرعة.”

خبراء حطام الفضاء مثل ريدي ليسوا ضد شركات الأقمار الصناعية التي تجني المال في الفضاء. لكنه يرغب في رؤية هذه الشركات تأخذ المزيد من المبادرة في إنشاء المعايير والإرشادات حول الوقاية من الاصطدام: “من مصلحتها المالية التوصل إلى مجموعة من القواعد.”

لا تحتاج الشركات إلى انتظار العملية البطيئة للاتفاق الدولي لتولي دور نشط في إدارة هذه القضية. يقول: “يتمتع SpaceX بخبرة أكبر بكثير في تشغيل كوكبة ضخمة أكثر من أي منظم يمكننا أن نجدها على الأرض” ، ويمكنهم تقديم مقترحات حول التعامل مع أحداث التزامن – “لذا فإن العبء ليس على حكومات العالم للتوصل إلى خطة.”

من الأفضل أيضًا أن تأخذ شركات الأقمار الصناعية نفسها هذه القضية على محمل الجد وتجنب المخاطر الكبيرة التي يمكن أن تشكلها الاصطدامات ، خاصة وأن المزيد من الشركات تطلق كوكبًا ضخمًا خاصًا بها – بما في ذلك الشركات من خارج الولايات المتحدة.

وتساءل ، على ما يحدث عندما ، على سبيل المثال ، هناك المئات من أحداث التزامن المحتملة بين سواتل Starlink وأقمار الصناعية الكبرى الصينية الضخمة. مع حصص هذا العالي ، يصبح السؤال: “من سيتحرك؟ هل سنجلس هناك ونرى من يميض أولاً؟”

يجب أن يكون هناك نظام رسمي للتعاون بين شركات الأقمار الصناعية ، يوافق على كيفية جعل المناورات في حالة اثنين من الأقمار الصناعية متجهة إلى بعضها البعض ، كما يقول ريدي. “إنه شيء أفضل بكثير من القول ، حسنًا ، سنحصل على تصادم في ثلاث ساعات. دعنا نحاول أن نتدافع عبر دفتر الهاتف ومعرفة من أحتاج إلى الاتصال في الصين. هذه ليست طريقة جيدة للقيام بأعمال تجارية.”

التهديد بالتصادم بين الأقمار الصناعية ليس نظريًا بحتًا. في عام 2019 ، ضربت الكارثة تقريبًا عندما كان هناك ملكة جمال قريبة بين قمر الصناعي النجمي ووكالة الفضاء الأوروبية (ESA) AEOLUS. كان على ESA أن يصنع مناورة تصحيح في اللحظة الأخيرة من القمر الصناعي لتجنب الاصطدام ، والذي كان يمكن أن يلقي الحطام في منطقة كبيرة من المدار قد حدثت.

سيكون ذلك يتعلق في أي حال ، لكن هذه الحالة كانت مقلقة بشكل خاص لأن وكالة الفضاء الأوروبية حاولت وفشلت في الاتصال بـ SpaceX لرفع المشكلة وتنسيق حركة الأقمار الصناعية. قال Spacex في ذلك الوقت إن تحذير ESA عبر البريد الإلكتروني من التصادم قد تم تجاهله بسبب “خطأ”.

المشكلة إذن ، كما هو الحال الآن ، هي أنه لا يوجد إطار قانوني للتعامل مع هذه الأنواع من تصادمات الأقمار الصناعية المحتملة. نحتاج إلى قواعد مشابهة لتلك الخاصة بالمراقبة الجوية ولكن للمساحة ، يتفق الخبراء ، لكن تلك القواعد غير موجودة حاليًا – وقد يحدث التزامن في أي وقت. قال هولجر كراغ ، رئيس برنامج السلامة الفضائي في ESA ، في مؤتمر حطام الفضاء في وقت سابق من هذا الشهر ، إن ملكة جمال القريبة بين Aeolus و Starlink 44 كانت “قالبًا لما نراه كل يوم”.

“كلما تواجه اثنان من المركبات الفضائية النشطة بعضهما البعض ، يتعين عليك الاعتماد على التعاون. سيتعين عليك التواصل ، يجب عليك تنسيق العمل” ، قال كراغ. ومع ذلك ، لا توجد حاليًا أي قوانين أو قواعد توضح من مسؤوليتها ، أو كيف ينبغي تجنب الاصطدامات. وقال كراج: “نحن بعيدون عن قاعدة طيران واضحة من شأنها أن تحل بالضبط الموقف الذي كان Aeolus و Starlink”.

علاوة على ذلك ، مع زيادة عدد الأقمار الصناعية في المدار ، حذرت وكالة الفضاء الأوروبية من أن العملية الحالية لتجنب التصادم يدويًا من خلال ضبط موضع كل قمر صناعي ستصبح مستحيلة.

إن إنشاء نظام من القوانين القابلة للتنفيذ فيما يتعلق باستخدام الفضاء المداري يتطلب قرارًا دوليًا من قبل هيئة مثل الأمم المتحدة ، لأنه لا يمكن لأي دولة تنظيم المساحة. ولكن هناك القليل من الإرادة الدولية لتحقيق ذلك. آخر جزء مهم من تشريع الفضاء الدولي ، والذي لا يزال قائماً له القانون الحالي ، هو معاهدة الفضاء الخارجي التي تم إقرارها منذ 60 عامًا تقريبًا في عام 1967. ولم تتخيل هذه المعاهدة أبدًا العمليات في الفضاء من قبل الشركات الخاصة ، على الرغم من ترك فراغ تنظيمي على قضايا مسؤوليتها مثل حطام الفضاء.

هذه مأساة كلاسيكية من العموم. لا أحد يريد أن تصبح مساحة يمكن الوصول إليها ، لكن عدد قليل من المجموعات على استعداد أو قادرة على معالجة المشكلة مباشرة.

لخص جوزيف آشباتشر ، المدير العام لـ ESA ، المشكلة في المؤتمر: “الرسالة واضحة تمامًا: حطام الفضاء مشكلة وعلينا أن نفعل شيئًا حيال ذلك”.