ما الذي يتطلبه الأمر للوصول إلى حطام الفضاء الصفر؟

منذ فجر عصر الفضاء في منتصف القرن العشرين، كانت الإنسانية تغامر بلا هوادة في الفضاء الخارجي، وإطلاق الأقمار الصناعية، والتحقيقات، والبعثات المأهولة التي أحضرت تقدماً غير مسبوق في التواصل والاستكشاف والدفاع والمراقبة. ومع ذلك، فقد ترك هذا التقدم إرثاً متزايداً من النفايات المدارية - المعروف باسم الحطام الفضائي - الذي يهدد الآن استدامة أنشطة الفضاء الخارجي. لا يُمثِّل تحقيق "حطام الفضاء صفر" تحدياً تقنياً وعلمياً فحسب، بل يُمثِّل أيضاً ضرورة جيوسياسية واقتصادية وبيئية. يستكشف هذا المقال تاريخ استكشاف الفضاء، وتطور الأنظمة الفضائية، وظهور حطام الفضاء وآثاره، وما هو التعاون العالمي والابتكار الذي سيتطلبه القضاء على هذا الخطر المتزايد.

صورة حاسوبية من وكالة ناسا لأجسام حطام فضائي في مدار الأرض، حوالي عام ٢٠٠٥. NASA

1. ظهور عصر الفضاء وتاريخه.

بدأ عصر الفضاء بإطلاق مركبة SPUTNIK 1 من قبل الاتحاد السوفيتي في 4 أكتوبر 1957. كان هذا القمر الصناعي الذي يزن 83,6 كيلو غراماً يدور حول الأرض كل 96 دقيقة، ويُمثِّل بداية حقبة جديدة. في عام 1961، أصبح يوري غاغارين أول إنسان يصعد إلى الفضاء، تلا ذلك بعثات أبولو الأمريكية، وبلغت ذروتها في هبوط الإنسان التاريخي على القمر في عام 1969.

بحلول السبعينيات والثمانينيات، انضمت العشرات من البلدان إلى السباق. مع زيادة التسويق، دخلت سنوات التسعينيات في زيادة ملحوظة في إطلاق الأقمار الصناعية لأغراض التلفزيون والإنترنت ونظام تحديد المواقع العالمي (Ground Positioning System GPS) والدفاع. وفقاً لمكتب الأمم المتحدة لشؤون الفضاء الخارجي (United Nations Office for Outer Space Affairs UNOOSA)، وحتى عام 2025، تم إطلاق أكثر من 17000 من الأقمار الصناعية منذ عام 1957، ما يزال 9600 منها نشط حالياً في المدار .

2. مدى تطور الأجسام الفضائية.

لم يعد الفضاء حيزاً فارغاً. إنه يحتوي الآن على مجموعة متنوعة من الأجسام الفضائية:

•  الأقمار الصناعية لأغراض الاتصالات والطقس وتحديد الموقعGPS   والأنظمة العسكرية،

• المِجسّات مثل Voyager و Parker Solar Probe،

• المركبات الفضائية مثلSoyuz   وDragon   و Orion،

•  محطات الفضاء مثل مير وسكايلاب ومحطة الفضاء الدوليةISS   وتيانغونج،

•  الطوابق العليا من مركبات الإطلاق (على سبيل المثال ، فالكون 9 ، أريان)،

•  مكونات المهمة المهملة (الأدوات ، قبعات العدسات ، شظايا الصواريخ).

اعتباراً من أوائل عام 2025، تتتبِّع وكالة الفضاء الأوروبية (European Space Agency ESA) تقريباً:

•  36،500 جسم أكبر من 10 سم،

•  1،000،000 جسم بين 1 و 10 سم،

•  130 مليون جسم بين 1 مم و 1 سم.

تتحرّك هذه الأجسام بسرعة تصل إلى 28000 كم/ساعة، مما يعني أن جزءاً من 1 سم يمكن أن يدمر القمر الصناعي.

3. الازدحام وحركة المرور والأنشطة الإضافية (Extravehicular Activities EVA).

تزدحم المسارات المدارية، وخاصة مدار الأرض المنخفض (Leo)، (160-2000 كم)، بالأقمار الصناعية من SPACEX's Starlink و OneWeb وAmazon’s Kuiper، مما يخلق "حركة المرور المدارية". في عام 2024 وحده، أطلقت SpaceX أكثر من 1900 من إقمار Starlink، مما جعل مجموع أقمارها يتجاوز 6500.

تُسهم أيضاً حركة رواد الفضاء في الفضاء - المعروفة باسم EVA أو "Spacewalk" - في المخاطر. وقد تم إجراء أكثر من 300 حركة EVAs على محطة الفضاء الدولية (ISS) ، مع العديد من حوادث الإبلاغ عن الأدوات المفقودة والقفازات وغيرها من العناصر الصغيرة ، مما يضيف عن غير قصد أجساماً إلى الحطام.

4. ظهور حطام الفضاء وأسبابه.

يتضمن الحطام الفضائي (أو الحطام المداري) كلاً من الأشياء الطبيعية من صنع الإنسان. وتستمل الأسباب الأساسية على:

•  التفتت: انفجارات الأقمار الصناعية الناتجة عن بقايا الوقود أو البطاريات أو التصادم.

•  المركبات المهجورة: مراحل الصواريخ المتبقية في المدار.

•  الاصطدامات: تدمير عَرَضي أو متعمد (على سبيل المثال، اختبارات ASAT).

رسم توضيحي لقمر صناعي يتحطم إلى قطع متعددة على ارتفاعات أعلى.

•  تطاير المكونات: رقائق الطلاء والعزل الحراري ، أو البراغي من المركبة الفضائية.

حوادث بارزة:

•  2007: قام اختبار الصواريخ المضادة للمساحة الصينية (ASAT) بتدمير Fengyun-1C ، مما يولد أكثر من 3000 شظية قابلة للتتبُّع.

•  2009: نتج عن تصادم المركبتين  Iridium 33و Cosmos 2251 ما يقارب 2000 شظية.

تطور عدد الحطام الفضائي.

فضاء ومظاهره.

تشتمل عواقب حطام الفضاء على:

•  خطر على الأقمار الصناعية ورواد الفضاء: تقوم ISS بإجراء مناورات مراوغة سنوية لتجنب الحطام.

•  تكاليف المهمة: يجب على مشغلي الأقمار الصناعية دفع مقابل التتبُّع ، ووقود المناورات ، والتأمين.

•  زيادة تكاليف الإطلاق: نظرً ًلارتفاع المخاطر ونوافذ الإطلاق الأكثر تشدداً.

•  متلازمة كيسلر: سيناريو نظري حيث يثير تصادم الحطام سلسلة من الأحداث المتتاليية، مما يجعل المدارات غير صالحة للاستعمال.

تشير تقديرات التأثير الاقتصادي إلى أن التكلفة العالمية لحطام الفضاء يمكن أن تصل إلى 3 مليارات دولار سنوياً بحلول عام 2030.

6. مخاطر الحطام الفضائي وحجم المشكلة.

وفقاً لوكالتي ESAو NASA:

• حوالي 20 ٪ فقط من الأجسام المرصودة هي أقمار صناعية نشطة.

• الباقي - 80 ٪ - هو حطام فضائي.

• يتسارع معدل نمو الحطام الفضائي مع عمليات النقل الضخمة والوافدين الجدد (على سبيل المثال ، الهند ، الإمارات العربية المتحدة ، تركيا).

• تم تنفيذ أكثر من 200 مناورة تجنُّب التصادم مع الحطام من قبل وكالة ESA في عام 2024 وحده.

يهدد النمو الأسي للحطام الفضائي سلامة الوصول إلى الفضاء واستدامته، وخاصة بالنسبة للدول النامية التي تعتمد على خدمات الأقمار الصناعية الفعّالة من حيث التكلفة.

7. الجهود الوطنية والدولية لمعالجة حطام الفضاء.

المبادرات الوطنية:

• الولايات المتحدة الأمريكية (ناسا ، لجنة الاتصالات الفيدرالية): تقوم بتنفيذ إرشادات Deorbit، وتشجع على الخدمة في المدار.

• الصين: تطوير الأسلحة الآلية وتكنولوجيا التقاط الشبكة.

• الاتحاد الأوروبي (ESA ، ClearSpace-1): مهمة لإزالة حمولة VEGA في عام 2026.

التعاون الدولي:

• UNOOSA & COPUOS: إرشادات تخفيف الحطام الفضائية الطوعية (2007).

• IADC (لجنة تنسيق حطام الفضاء بين الوكالات): الهيئة الدولية المكونة من 13 عضواً لتنسيق ممارسات الحطام.

• برامج SSA العالمية (الوعي الظرفي الفضائي) تشارك البيانات لتجنب الاصطدام.

ومع ذلك، لا توجد معاهدة دولية ملزمة تعالج على وجه التحديد حطام الفضاء.

8. ما المطلوب لتصفير حطام الفضاء؟

إن تحقيق حطام الفضاء الصفر هو هدف طموح ولكنه ضروري. وسوف يتطلب:

أ. إزالة الحطام النشط (ADR):

· التقاط، السحب، وتكنولوجيا deorbit (على سبيل المثال، الشبكات و harpoons و الليزر).

· O Clearspace-1 ، Astroscale’s Elsa-D ، و Jaxa’s Magnets.

ب. تصميم الأقمار الصناعية المستدامة:

· الأقمار الصناعية الموفرة للوقود والأطول عمراً.

· أنظمة deorbit الأوتوماتيكية.

ت. التشريعات والتنظيم:

تفرض الإرشادات القسرية التخلص بعد المُهمات الفضائية.

· آليات تحمّل المسؤولية عند توليد الحطام.

ث. إدارة حركة المرور الفضائية (Space Traffic Management STM):

· التتبع المُنسّق وتجنب الاصطدام.

· السجل العالمي المشترك للإطلاق والحطام.

ج. المعاهدة الدولية:

· "اتفاقية حماية البيئة المدارية" المشابهة لاتفاقية باريس.

ح. الحوافز الاقتصادية:

· نماذج "الملوث يدفع" أو ضرائب الاستخدام المداري.

· الإعانات الحكومية لمهام التنظيف.

خ. الشراكات بين القطاعين العام والخاص:

تُطوّر شركات O Spacex  و Northrop Grumman  و Airbus وغيرها التقنية التي تخفف من الحطام.

د. التعليم والتغيير الثقافي:

· تعزيز مفهوم "الفضاء كمشاع".

يُقدِّر الخبراء أن تكلفة إزالة 5 أجسام كبيرة فقط في السنة يمكن أن تُخفِّض مخاطر الاصطدام في المستقبل بنسبة 50 ٪.

9. مستقبل غزوالفضاء وحطام الفضاء.

في حين تتطلع البشرية إلى المريخ والقمر واستعمار الفضاء العميق، فإن مدار الأرض النظيف أمرٌ غير قابل للتفاوض. إن برنامج أرتميس التابع لناسا، وطموحات الصين في القمر، ومحطات الفضاء الخاصة، والتعدين التجاري في الكويكب، تعتمد جميعها على الممرات المدارية دون عائق.

إذا تُرك دون رادع، فقد يَحُدُّ الحطام من الوصول إلى المدارات الحرجة، ويرفع تكاليف الإطلاق، وحتى التوقف القسري لأبراج الأقمار الصناعية. من ناحية أخرى، يمكن لأعمال التنظيف العالمي المُنسَّق أن تُدخل "عصر فضاء جديد" يقوم على الاستكشاف المسؤول.

خاتمة.

يُعدّ الوصول إلى الحطام الفضائي صفر تحدياً هائلاً يتجاوز الحدود والتقنيات والتخصصات. لا يتعلق الأمر فقط بتجنُّب التصادم، وإنما بإعادة تعريف كيفية التفاعل مع الكون. يجب الآن توجيه نفس الروح التي غذت خطوات الإنسانية الأولى إلى الفضاء نحو حمايته. من خلال التعاون الدولي والابتكار التكنولوجي والمسؤولية المشتركة، فإن بيئة الفضاء النظيفة والمستدامة لا يمكن تحقيقها فحسب – بل هي ضرورية لمستقبل الإنسانية الجماعي.