هزاران ماهواره‌ای کوچک در مدار زمین در حال چرخش هستند – مانند این ماهواره مکعبی که در اینجا می‌بینیم. اعتبار: ناسا، CC BY-NC

به نظر می‌رسد هر هفته، یک موشک به فضا پرتاب می‌شود که مریخ‌نوردها را به مریخ، گردشگران و یا بیشتر ماهواره‌ها را منتقل می‌کند. این ایده که “فضا شلوغ می‌شود” چند سالی است وجود دارد، اما فضا چقدر شلوغ است؟ و چقدر شلوغ خواهد شد؟

تا 16 سپتامبر 2021 تعداد ماهواره‌های در حال چرخش به دور زمین 7941 بوده است (اتخاذ از CC BY-ND)

من استاد فیزیک و مدیر مرکز علوم و فناوری فضایی در دانشگاه ماساچوست، لاول هستم. بسیاری از ماهواره‌هایی که در مدار قرار گرفته‌اند خراب شده‌اند و یا در جو سوزانده شده‌اند، اما هزاران عدد باقی مانده‌اند. گروه‌هایی که پرتاب ماهواره را ردیابی می‌کنند، همیشه اعداد دقیق یکسانی را گزارش نمی‌کنند، اما روند کلی روشن و حیرت‌انگیز است.

از زمان پرتاب اسپوتنیک-اولین ماهواره دست‌ساز بشر-توسط اتحاد جماهیر شوروی سابق در سال 1957، انسانها سالانه اجرام بیشتر و بیشتری را در مدار قرار داده‌اند. در نیمه دوم قرن بیستم، رشد آهسته اما پیوسته‌ای وجود داشت و تقریباً 60 تا 100 ماهواره تا اوایل سال 2010 پرتاب ‌شده بود. اما از آن زمان، سرعت به طور چشمگیری افزایش یافته است.

تا سال 2020، با 114 پرتاب حدود 1300 ماهواره را به فضا منتقل کردند و برای اولین بار از 1000 ماهواره جدید در سال فراتر رفت. اما هیچ سالی در گذشته را نمی‌توان با 2021 مقایسه کرد. تا 16 سپتامبر، تقریباً 1400 ماهواره جدید چرخش خود به دور زمین را آغاز کرده بودند و این میزان با گذشت سالها افزایش می‌یابد. سپتامبر امسال، اسپیس‌ایکس 51 ماهواره استارلینک دیگر را به مدار فرستاد.

کوچک شدن ابعاد فناوری باعث شده است ماهواره‌های کوچکی مانند آنچه که دانشجویان در اینجا روی آن کار می‌کنند، ساخته شود. اعتبار: ادوین آگویر/دانشگاه ماساچوست لاول، CC BY-ND

ماهواره‌های کوچک، دسترسی آسان به مدار

دو دلیل عمده برای این رشد نمایی وجود دارد. اولا، هیچگاه آسانتر از امروز نبوده که ماهواره‌ای به فضا برود. به عنوان مثال، در 29 اوت 2021، یک موشک اسپیس‌ایکس چندین ماهواره – از جمله ماهواره‌ای که توسط دانش آموزان من ساخته شده بود – را به ایستگاه فضایی بین‌المللی منتقل کرد. در 11 اکتبر 2021، این ماهواره‌ها در مدار قرار گرفتند و تعداد ماهواره‌ها دوباره افزایش یافتند.

دلیل دوم این است که موشک‌ها می‌توانند ماهواره‌های بیشتری را راحت‌تر و ارزان‌تر از قبل حمل کنند. این افزایش به دلیل قدرت بیشتر موشک‌ها نیست. بلکه ماهواره‌ها به لطف انقلاب الکترونیک کوچکتر شده‌اند. اکثریت قریب به اتفاق (94درصد) فضاپیماهای پرتاب شده در سال 2020، ماهواره‌های کوچک بودند – ماهواره‌هایی با وزن کمتر از 1320 پوند (600 کیلوگرم).

اکثر این ماهواره‌ها برای رصد زمین یا ارتباطات و اینترنت استفاده می‌شوند. دو شرکت خصوصی،  استارلینک توسط اسپیس‌ایکس و وان وب، با هدف رساندن اینترنت به مناطق تحت پوشش جهانی، 1000 ریزماهواره smallsat را تنها در سال 2020 راه‌اندازی كردند. هر کدام از آنها قصد دارند در سالهای آینده بیش از 40 هزار ماهواره را به فضا پرتاب کنند تا در مدار پایین زمین ، “صور فلکی مگا” ایجاد کنند.

چندین شرکت دیگر چشم به بازار یک تریلیون دلاری آمریکا دارند که مهمترین آنها آمازون با Project Kuiper است.

آسمان پر ازدحام

با رشد عظیم ماهواره‌ها، ترس از شلوغی آسمان در حال شکل‌گیری است. یک روز پس از پرتاب اولین 60 ماهواره استارلینک توسط اسپیس‌ایکس، اخترشناسان متوجه شدند که آنها نور ستارگان را مسدود می‌کنند. در حالی که تأثیر آن بر نجوم قابل مشاهده به آسانی قابل درک است، ستاره‌شناسان رادیویی نیز می‌ترسند که به دلیل تداخل صور فلکی ماهواره‌ای مانند استارلینک، 70 درصد حساسیت از دست برود.

کارشناسان در حال بررسی و بحث در مورد مشکلات بالقوه ناشی از این صورت‌های فلکی و راه‌های برخورد شرکت‌های ماهواره‌ای با آنها هستند. این موارد شامل کاهش تعداد و روشنایی ماهواره‌ها، به اشتراک‌گذاری موقعیت آنها و پشتیبانی از نرم‌افزارهای پردازش بهتر تصاویر است.

با شلوغ شدن مدار زمین پایین، نگرانی در مورد زباله‌های فضایی و احتمال برخوردهای واقعی افزایش می‌یابد.

روندی که در آینده پیش خواهد رفت

کمتر از 10 سال پیش، مردمی کردن فضا هدفی بود که هنوز محقق نشده است. اکنون، با پروژه‌های دانشجویی در ایستگاه فضایی و بیش از 105 کشور جهان که حداقل یک ماهواره در فضا دارند، می‌توان استدلال کرد که این هدف در دسترس است.

هرگونه پیشرفت در فن‌آوری که اخلاگر باشد، نیازمند به روز رسانی قوانین – یا ایجاد قوانین جدید می‌باشد. اسپیس‌ایکس روش‌هایی را برای کاهش برخورد صورت‌های فلکی استارلینک آزمایش کرده است و آمازون برنامه‌های خود را برای دورزدایی ماهواره‌های خود از مدار ظرف 355 روز پس از اتمام ماموریت اعلام کرده است. این اقدامات و سایر اقدامات توسط ذینفعان مختلف مرا امیدوار می‌سازد که تجارت، علم و تلاش‌های انسانی راه حل‌های پایداری برای این بحران احتمالی پیدا خواهند کرد.

مترجم: رویا قنادی

منبع:

How many satellites are orbiting Earth?

by Supriya Chakrabarti, The Conversation

SEPTEMBER 20, 2021

https://phys.org/news/2021-09-satellites-orbiting-earth.html