استخدام الليزر لمراقبة النفايات الفضائية الخطيرة

يمكن أن تؤدي قطعة نفايات فضائية صغيرة تسبح في الفضاء بسرعة كبيرة إلى تدمير مركبة فضائية، بحسب الباحث الألماني فولفجانج ريد الذي يعمل مختبره على تطوير جهاز ليزر يمكنه قريبا مسح السماء بحثا عن نفايات تسبح في المدار الجوي.
وتعمد محطة الفضاء الدولية (آي إس إس) إلى المناورة عدة مرات سنويا لتجنب هذه النفايات.
ويقول ريد الذي يعمل في معهد الفيزياء التقنية في شتوتغارت التابع لمركز الفضاء الألماني إن "جسما صغيرا يبلغ قطره 4ر1 سم يمكن أن يعرض محطة الفضاء الدولية للخطر".
فهناك في الفضاء مئات آلاف من الأجسام الصغيرة التي هي من صنع الإنسان تدور حول الأرض. وتشمل هذه الأجسام شظايا ناتجة من أجزاء صواريخ محترقة وانفجارات صواريخ وتصادم أقمار صناعية وتحلل سطح مركبات فضائية ومركبات فضائية مهجورة.
وتقوم شبكة مراقبة الفضاء الأمريكية بتتبع نحو 25 ألفا من الأجسام التي تسبح في الفضاء والتي لا يقل قطرها عن خمسة سنتيمرات. وقد تم إعداد بيان عام ل16 ألفا منها فقط، حيث يرجع ذلك بشكل جزئي إلى السرية العسكرية.
وبناء على تلك البيانات، تصدر شبكة مراقبة الفضاء الأمريكية بانتظام تحذيرات حول عمليات الاصطدام المحتملة في الفضاء.
وقال ريد: "هذه المعلومات غير دقيقة نسبيا". ومن ثم، يعمل هو وفريقه في مرصد شتوتغارت على تتبع المسارات المدارية للحطام الفضائي بشكل أكثر دقة.
وأضاف: "لقد رأينا بالفعل من شتوتغارت أجساما يبلغ حجمها 30 سم".
ويأمل فريق مركز الفضاء الألماني أن يزيد من دقة تلك المعلومات بتسليط أشعة الليزر على تلك الأجسام، في الوقت الذي تقوم فيه محطات الرصد الأرضية بتسجيل وحدات كم ضوئية منعكسة (فوتون) أو جزيئات الضوء الصغيرة للغاية. وأوضح ريد أن تلك الاختبارات الأولية كانت ناجحة.
وينطلق الحطام الفضائي الذي يتم مراقبته بسرعة تبلغ نحو ثمانية كيلومترات في الثانية الواحدة ويكون مرئيا لبضع دقائق فقط. ولا يمثل هذا مشكلة بالنسبة للتلسكوب العاكس لمرصد شتوتغارت والذي يتم التحكم فيه عن طريق الكمبيوتر والذي تبلغ كلفته عشرات الآلاف من اليورو.
ويخطط فريق ريد في وقت لاحق لتقليل كمية الحطام الفضائي عن طريق أشعة ليزر تعمل بطاقة عالية وبإمكانها إبطاء أجسام مدارية إلى النقطة التي تجعلها تسقط في الغلاف الجوي للأرض وتحترق. وقال ريد إن أشعة ليزر من هذا النوع تتطلب محطة طاقة صغيرة خاصة بها.
ويجب أن تقاس كلفة هذه المهمة في مقابل قيمة المركبة الفضائية التي من المفترض أن يتم حمايتها. وتقدر وكالة الفضاء الأوروبية تكاليف احلال واستبدال ما يقرب من ألف قمر صناعي تعمل في الفضاء حاليا بنحو 100 مليار يورو.
وهناك عدد من الأفكار حول كيفية التخلص من النفايات الفضائية. فيمكن، على سبيل المثال، جمعها عن طريق أقمار صناعية مجهزة بذراع قابض أو شبكة. كما يمكن إزالة الحطام الموجود في المدارات المنخفضة عن طريق حوادث تحطم مسيطر عليها.
وقال رودريجو دا كوستا، مدير المشاريع المستقبلية وتطوير الأعمال للأنظمة المدارية والاستكشاف في "أستريوم"، وهي شركة تصنيع أقمار صناعية تابعة لشركة "ايرباص"، إنه لا يزال من السابق لآوانه معرفة النهج أو الاسلوب الذي يعد واعدا بشكل أكبر.