آرشیو شنبه ۲۰ مهر ۱۳۹۸، شماره ۵۵۰۱
زندگی: دانش
۱۵

مهم ترین تهدیدات فضایی که می تواند حیات ما را در کره زمین به چالش بکشد

خطر بالای سر شماست

ریحانه رادی

کدام روز است که تلویزیون و رادیو را روشن کنید و خبری از جنگ و جنایت و سیل و زلزله و دیگر بلایای انسانی و طبیعی در گوشه و کنار این دنیا نشنویم؟ هر روز آن قدر خبرهای گوناگون از مشکلات مردم و مسائل بین المللی در گوشی هایمان می خوانیم و می‎شنویم که شاید وقتی صحبت از خطرات فضایی مثل خطر جدی برخورد احتمالی یک سیارک به زمین به میان آید اتفاقی لوکس و هالیوودی به نظر برسد. اما در شرایطی که زندگی ما کاملا به فضا و فناوری‎های فضایی وابسته است، این فقط یکی از تهدیدهایی است که زمین و فناوری‎های زمینی از سوی فضا با آن روبه‎رو هستند. مقابله با این خطرات نیازمند همکاری‎های بین المللی و تخصیص بودجه‎های کافی و پیوسته است. در همین خصوص آبان امسال، شهر سویل در اسپانیا میزبان وزرای علوم کشورهای عضو سازمان فضایی اروپا (اسا) خواهد بود. هدف این نشست بررسی اولویت‎ها و بودجه‎بندی فعالیت‎های سه سال آینده این سازمان است. مهم‎ترین برنامه این نشست تدوین برنامه جامع 200 میلیون یورویی برای ایجاد سامانه دفاع سیاره‎ای خواهد بود. در این بین اگر تمام کشورهای عضو با این برنامه موافق نباشند، بودجه کمتری دریافت خواهند کرد. مقابله با کدام تهدیدها در اولویت است و در مورد کدام یک از تهدیدات دیگر ناچاریم امیدوار باشیم که اتفاق نیفتد! سازمان فضایی اروپا سازمانی مستقل از اتحادیه اروپاست که رویدادهایی مثل برگزیت یا خروج بریتانیا از اتحادیه اروپا تاثیری در فرآیندهای آن ندارد. به طور کلی خطرات فضایی را به سه گروه اصلی می‎توان تقسیم بندی و راهکارهای مقابله با آنها را بررسی کرد. در ادامه با این سه خطر اصلی و تبعات رخداد آن بیشتر آشنا می شوید.

زباله‎های بی شمار فضایی

خطر زباله‏های فضایی، از پیامد ساخته ها و مهندسی های خود ما انسان‏ها در فضا ناشی می شود. با شروع مسابقه فضایی آمریکا و شوروی سابق در نیمه دوم قرن بیستم و به دنبال آن پیوستن سایر کشورها به باشگاه کشورهای صاحب فناوری پرتاب ماهواره، خواه ناخواه موشک‎های زیادی وارد مدار زمین شدند. این در حالی است که اوایل عصر فضا کسی به سرنوشت ماهواره‎ها پس از پایان ماموریت‎شان اهمیت نمی‎داد و تصور می‎شد فضا به اندازه کافی بزرگ است. البته این جمله در مورد کل عالم صادق است اما مدارهای اطراف زمین تهی‎ناپذیر نیستند. در حال حاضر تخمین زده می‎شود بیش از یک میلیون زباله فضایی با ابعاد بزرگ تر از یک سانتی‏متری در مدار زمین وجود دارد. نیمی از این زباله‎ها حاصل آزمایش ضدماهواره‎ای چین در سال 1386/ 2007 است. چین در جریان آن آزمایش یکی از ماهواره‎های خود را با موشک منهدم کرد و متعاقب آن برخورد تصادفی بین ماهواره از کار افتاده روسی و ماهواره‎ آمریکایی در سال 1388/2009 نیز رخ داد.

هرکدام از این زباله‎های فضایی ممکن است به ماهواره‏های دیگر برخورد کنند و با آسیب وارد کردن به آن‎ها صدها هزار زباله فضایی جدید ایجاد شود. در همین رابطه مهندسان هوافضا درباره سندرم کسلر (Kessler syndrome)  هشدار می‎دهند؛ سناریویی که می گوید چگالی اشیا در مدار پایین زمین (LEO) می تواند آنقدر بالا برود که برخورد بین اشیا، آبشاری از برخوردهای بعدی را به همراه داشته باشد. به این ترتیب آن قدر زباله در این مدار زیاد می‎شود تا جایی که دیگر نمی‎توانیم ماهواره‎ای در این مدار قرار دهیم؛ زیرا هر ماهواره‎ای که پرتاب کنیم به دلیل این برخوردها آسیب می‎بیند و باعث به وجود آمدن زباله‎های فضایی بیشتری می‎شود و شرایط را خطرناک‎تر خواهد کرد. سازمان فضایی اروپا مدت‎هاست به دنبال جلوگیری از بروز سندرم کسلر بوده اما پیشرفت آهسته‎ای داشته است. بخشی از آن به دلیل نبود قوانین سختگیرانه در این زمینه است. اسا به دنبال تغییر قوانین بین‎المللی فضاست. به این ترتیب هر ماهواره‎ای که پرتاب می‎شود، در پایان ماموریتش باید مدار را ترک کند و اگر نتواند این کار را انجام دهد باید هزینه پیمانکار صنعتی که ماهواره را برایشان برمی‎دارد، پرداخت کند. به دنبال این طرح شرکت های نوپا نیز برای ایده‎پردازی و انجام این ماموریت به کمک متخصصان این حوزه شکل خواهند گرفت.

با این حال ایلان ماسک با پروژه استارلینک قصد دارد مجموعه بزرگی از 12هزار فضاپیما در مدار نزدیک زمین برای پوشش جهانی اینترنت مستقر کند. بسیاری از شرکت‎های خصوصی نیز برنامه‎های مشابهی دارند. همه این برنامه ها در مجموع زباله‏های فضایی را بیشتر می کند. در چنین شرایطی خطر بروز سندرم کسلر بیش از هر زمان دیگری نگران کننده و جدی به نظر می‎رسد.

آب‎وهوای فضایی

بزرگ‎ترین توفان خورشیدی 160 سال پیش در دهم شهریور 1238 رخ داد. مجموعه‎ای از فوران‎های سطح خورشید که در عرض‎های جغرافیایی بالاتر از 65 درجه باعث شکل‎گیری شفق‎های قطبی می‎شوند، به قدری قوی بود که تا نزدیکی خط استوا نیز قابل مشاهده بودند. برخورد این توفان با میدان مغناطیسی زمین باعث از کار افتادن قطب نماها، القای جریان‎های الکتریکی شدید در سیم‎های تلگراف و در نتیجه وارد شدن شوک به متصدی‎های تلگرافخانه‎ها، آتش گرفتن برخی ادارات و تجهیزات شان و از کار افتادن سیستم ارتباطی شد. تنها سرنخ این پدیده رصدهای منجم آماتور انگلیسی ریچارد کارینگتون بود که شراره‏های خورشیدی را از رصدخانه‎اش در ردهیل رصد می‎کرد. این اولین رصد شراره‎های خورشیدی و مشاهده تاثیر آب‎وهوای فضایی و خطرشان برای فناوری‎های الکترونیکی بود. به فعالیت سطح خورشید و تاثیری که در محیط بین سیاره‎ای برجای می‎گذارد آب‎وهوای فضایی گفته می‎شود و می‎تواند به ماهواره‎ها و شبکه‏های برق آسیب جدی وارد کند.

توفان خورشیدی سال 1368/ 1989 حدود ده میلیون دلار خسارت به شبکه برق کبک و برخی مناطق شمالی ایالات متحده وارد و برق شش میلیون نفر را به مدت 9 ساعت قطع کرد.

مشاوران اقتصادی و سیاسی بریتانیا برای سال 1396/2017 تاثیر خسارت ناشی از اختلالات سامانه ماهواره‎ای ناوبری جهانی مانند گالیلئو یا جی‎پی‎اس را برای پنج روز حدود 2/5 میلیارد پوند برآورد کردند. بنابراین خطرات حاصل از آب‏وهوای فضایی را باید جدی بگیریم. ماهواره‏هایی که در حال حاضر وظیفه دریافت این اطلاعات را از فضا دارند به پایان عمر خود نزدیک می‎شوند و باید به صورت جدی‏تری به فکر جایگزینی آنها باشیم. برای مثال بریتانیا 22 میلیون یورو برای ماموریت نقطه پنجم لاگرانژی در سال 1395 /2016 تصویب کرد. این سفینه فضایی در فاصله 10 میلیون کیلومتری زمین که 60درجه پشت مدار حرکت انتقالی زمین به دور خورشید قرار دارد، قرار خواهد گرفت و فضای بین زمین و خورشید را رصد خواهد کرد. این پروژه در هنگام خطر هشدار می‎دهد تا محموله‏ها و سیستم‎های حیاتی حساس در مکانی امن قرار گیرند و بعد از برطرف شدن خطر دوباره فعال شوند.

سیارک‎های نزدیک زمین

سوم مرداد امسال سیارکی به قطر حدود صدمتر از فاصله بسیار نزدیکی از کنار زمین عبور کرد. مسیر عبور این سیارک فقط یک پنجم زمین تا ماه با ما فاصله داشت که در ابعاد نجومی از تار مو هم به ما نزدیک‏تر باید محسوبش کرد! اگر آن سیارک به زمین برخورد می‎کرد، ویرانی‎های حاصل از آن غیرقابل تصور بود. اخترشناسان به سیارک‏هایی در این ابعاد «قاتلان شهر» (City Killers) می‎گویند. علت این نامگذاری هم مشخص است. 27 بهمن 91 را احتمالا به خاطر می آورید. آن روز شهابسنگی تقریبا 20 متری در ارتفاع 30کیلومتری آسمان چلیابینسک روسیه منفجر شد (تصویر بالای همین صفحه). موج انفجار آن به قدری قوی بود که شیشه ساختمان‎ها فروریخت و حدود 1500 نفر صدمه دیدند. حالا تصور کنید اگر به جای آن سیارک که قطعاتش در دریاچه و مناطق جنگلی سیبری سقوط کرد، سیارک سوم مرداد در آسمان چلیابینسک ظاهر می‎شد، احتمالا تمام شهر را با خاک یکسان می‎کرد.

ولی خبر خوشحال کننده این که ما اولین نسل ساکنان کره زمین هستیم که برای مقابله با این خطر، کاری از دست مان برمی آید. در اوایل دهه 2000 میلادی گروهی از متخصصان برای بررسی بهترین راهکار مقابله با برخورد سیارکی با زمین دور هم جمع شدند. راهکارهای ارائه شده تا حدودی تخیلی بود؛ مثل تابش نور به سیارک، چون نور از سطح بازتاب می‎شود و به تدریج باعث تغییر مدار سیارک خواهد شد یا این که ترسناک بود؛ برای مثال پیشنهاد شده بود تا با سلاح هسته‎ای بخشی از سیارک مورد نظر را ذوب کنیم تا براثر حرارت ایجاد شده سیارک به مدار جدیدی منتقل شود. عملی‏ترین ایده مطرح شده روش ضربه گیر جنبشی (kinetic impactor) بود. به این ترتیب که فضاپیمایی سراسیمه به سیارک هدف برخورد کرده و با انرژی منتقل شده ناشی از ضربه، سیارک در مدار جدیدی قرار گیرد.

در همین راستا ناسا قصد دارد سال آینده یکی از بزرگ‎ترین ماموریت های تا به امروز خود یعنی «آزمون هدایت سیارک دوتایی» (Double Asteroid Redirection Test)  که به اختصار دارت (Dart) خوانده می شود را راهی فضا کند. در این ماموریت آزمایشی ناسا با هدف کوبیدن ماهواره‎ای به سیارک 65803 دیدیموس (65803Didymos) و انحراف آن از مدارش تلاش می کند تا به راه حلی اضطراری برای مقابله با خطر احتمالی برخورد سیارک ها با زمین دست یابد. با برخورد دارت و سیارک، اطلاعات ضروری از دست خواهند رفت و برای بازیابی آنها از فضاپیمای هرا (Hera)  استفاده خواهد شد. مدارگرد بدون سرنشین هرا از ماموریت‎های اصلی سازمان فضایی اروپاست که در صورت تامین بودجه، اطلاعات لازم و کافی مانند ترکیب و ساختار فیزیکی سیارک، برای عملی شدن برنامه دفاع سیارکی را پس از برخورد جمع‎آوری می‏کند. بدون ماموریت هرا، ماموریت دارت ناسا ارزش زیادی نخواهد داشت، زیرا اطلاعات دقیق علمی را در جریان برخورد از دست خواهیم داد و فقط می‎توانیم امیدوار باشیم برخورد به درستی صورت گرفته باشد و به کمک تلسکوپ‎های زمینی تغییرات مداری را اندازه‎گیری کنیم. از دیگر ماموریت‎های هرا، بررسی آب‎وهوای فضایی و جمع‎آوری زباله‎های فضایی خواهد بود. نه تنها ماموریت‎های دارت ناسا و هرای اسا مکمل یکدیگرند بلکه باعث کاهش هزینه‎ها نیز می‎شود.