Space Junk | قمامة الفضاء

اليوم على تعرف دي سنزور الفضاء مجددا. سنتكلم عن مشكلة تواجه مهندسي وعلماء الفضاء كلما أرادوا إرسال شيئا ما إلى الفضاء. وسنتكلم عن حل لهذه المشكلة تقدمه بعض وكالات الفضاء حول العالم. المشكلة هي قمامة الفضاء والحل هو كناس فضائي

كالعادة نرجوا أن تساعدونا بنشر المقال على تويتر و فيسبوك. ولا تنسوا أن تضيفوا ايميلاتكم لقائمتنا البريدية عل الناحية اليمنى من الشاشة

Today on T3rf De we visit space again. We will talk about a problem that space engineers and scientists face whenever they try to send something to space, and we will talk about a solution that many others are proposing. The problem is space junk and the solution is a janitor.

Please help us by sharing this article on Twitter and Facebook. Also, don’t forget to add your email on our mailing list on your right hand side. 

Space Junk | قمامة الفضاء

Space Junk | قمامة الفضاء

Decades since humans sent the first object to orbit Earth, Sputnik, we sent many satellites and manned-missions in orbit; most notably, the International Space Station and Hubble Telescope. As a result, Earth’s orbit is filled with tens of millions of space junk. Trash like fuel tanks, lost tools and remnants of older satellites.

Sputnik | سبوتنيك

Sputnik | سبوتنيك

These orbiting objects can be hazardous because of their growing numbers. It will be harder for us to avoid them in future missions and satellites. They orbit around earth at speeds higher than 28,000 km/h which means a collision with any of these objects can be very devastating; as seen in the recent, Hollywood movie, Gravity. A space object as large as a coin flying at such high speeds can blow any satellite into many fragments. There are an estimated 22,000 objects of space debris that are big enough to be tracked from down here. Moreover, it is estimated that there are 370,000 pieces of junk floating around Earth

The implications of neglecting this growing danger are great. Practically, it will be harder for spacecrafts to penetrate this junk shield and leave Earth. “We’ve lost control of the environment” said Donald Kessler, a retired senior NASA scientist. In 2009, an inactive Russian satellite collided with an operational American satellite at a speed of 42,120km/h. The collision resulted in around 2000 pieces of space debris; complicating our problem further.

Currently, most, if not all, functioning satellites have to maneuver around one another and around space junk. To do that, a lot of calculation and processing power is required; costing a lot of money and manpower. Additionally, to do these maneuvers, fuel is required to push the satellite one way or another. Needless to say, fuel is a limited resource in space. The whole process is quite challenging.

Clearly, ignoring this problem will not make it disappear. On the contrary, it will only get more complicated the more we ignore it.

CleanSpace One | كلينسبيس 1

CleanSpace One | كلينسبيس 1

Okay, what is the solution? Many agencies are developing technologies to eradicate and get rid of space junk. For example, Ecole Polytechnique Federale De Lausanne, EPFL, is currently designing a “Space Janitor”. One of many similar projects, CleanSpace One project is the first installment of satellites that aim to clean up Earth’s orbit.

CleanSpace One satellite is a 10x10x10cm cube with specially-made tentacle-like arms. The design is around 30kg in weight. Once in space, it will rendezvous with the target satellite and grab it with its arms. Then they will head back to Earth and both satellites will burn upon reentry to the atmosphere. CleanSpace One’s is by no means an easy engineering feat; the target satellite will be around 630-750km high and 28,000km/h fast. This kamikaze mission seems ineffectual at first, but it is planned for future models not be a one shot deal. The 10 million Swiss Franc satellite is planned to be launched in 2018. It is planned to grab one of the first two Swiss satellites ever launched to space; SwissCube or TIsat.

Nanosatellite NASA's Project | نانوساتلايت (مشروع ناسا)ا

Nanosatellite NASA’s Project | نانوساتلايت (مشروع ناسا)ا

Other agencies are trying to develop satellites that use different techniques to manage space debris. These agencies include NASA, Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) and the Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA). Each technique targets a different size of space debris.

Scientists and engineers are working hard to eliminate the looming problem. However, without political cooperation between different countries, progress will be slow. Many countries that have objects orbiting Earth refuse to share information about their satellites; even those that are dying or about to die. There is no international regulatory system that obliges these countries to get rid of their own space junk.

Long story short, we have to get rid of the mess we have created in order for future generations to enjoy the technological advancements of our generation. For more articles like this please follow us on Twitter and Facebook. Also, don’t forget to sign up to our mailing list on your right hand side. 

Sources:

المصادر

1) http://inhabitat.com/cleanspace-one-to-clear-the-planets-orbit-of-370000-pieces-of-hazardous-space-junk

2) http://space.epfl.ch/page-61745-en.html

3) http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-2429933/CleanSpace-One-Janitor-satellite-sweep-370-000-pieces-junk-orbiting-planet.html

4) http://www.zmescience.com/space/space-janitor-clean-space-junk-321334/

5) http://en.wikipedia.org/wiki/2009_satellite_collision

بعد عقود من إرسال البشر لأول قمر صناعي للفضاء (سبوتنيك)، أرسلنا العديد من الأقمار الصناعية والمهمات البشرية للفضاء. أهمها المحطة الفضاء الدولية وتليسكوب هابل الفضائي. كنتيجة لهذه المشاريع المهمة يدور حول الأرض الملايين من القمامة الفضائية. قمامة مثل خزانات الوقود، أدوات ضائعة وبقايا أقمار صناعية قديمة

A Closer view of Space Junk |صورة أقرب لقمامة الفضاء

A Closer view of Space Junk |صورة أقرب لقمامة الفضاء

وخطورة هذه القمائم تكمن في تزايد عددها مما يزيد من صعوبة حركة الأقمار والمهمات الفضائية في المستقبل. تدور هذه القمائم حول الأرض بسرعات تزيد على 28,000 كيلومتر في الساعة. هذا قد يؤدي إلى حوادث خطيرة قد تدمر المركبات والأقمار الصناعية؛ مثل ما حدث في فيلم هوليوود الأخير جرافيتي (جاذبية). جسم فضائي بحجم نقود معدنية يطير بهذه السرعات الفائقة  قد يحطم قمر صناعي إلى آلاف القطع. يقدر عدد قطع القمامة الفضائية الكبيرة بشكل كافي بحيث يمكننا تتبعها من الأرض بـ 22,000 قطعة. بالإضافة إلى القطع الأصغر والتي لا يمكننا تتبعها وتقدر هذه إلى 370,000 قطعة

Collision Between Russian and American Satellites | حادثة ارتطام قمرين صناعيين أحدهما روسي والآخر أمريكي

Collision Between Russian and American Satellites | حادثة ارتطام قمرين صناعيين أحدهما روسي والآخر أمريكي

غض النظر عن هذه المشكلة قد يؤدي إلى مشاكل كثيرة. من الناحية العملية، سيصعب على المكوكات الفضائية تجاوز هذا الغلاف القمامي الذي يغلف الأرض. يقول عالم الفضاء الذي كان يعمل لوكالة الفضاء الأمريكية ناسا ديفيد كيسلر لقد فقدنا السيطرة على محيط الأرض“. في سنة 2009، ارتطم قمر صناعي متبطل بآخر أمريكي لا يزال تحت الاستخدام بسرعة 42,120 كيلومتر في الساعة تقريبا. كانت نتيجة هذا الارتطام هو تحطم القمرين الصناعيين إلى حوالي 2,000 قطعة؛ مما عقد المشكلة

حاليا، معظم (وإن لم يكن كل) الأقمار الصناعية تحتاج إلى تقنيات توفر لها القدرة على المناورة بينها بين بعض وبينها وبين القمائم حولها. العملية تحتاج إلى كثير من الحاسبات الآلية التي تقوم بعمليات حسابية معقدة؛ مما يستهلك كثير من المال والقوة البشرية. فوق هذا، المناورات تحتاج إلى إحراق الوقود لتحريك القمر الفضائي بناحية أو أخرى. بطبيعة الحال، الوقود في الفضاء هو مصدر طاقة لا يمكن تجديده. العملية برمتها معقدة

CleanSpace One Grabbing Junk | كلينسبيس 1 ممسك بقمامة فضاء

CleanSpace One Grabbing Junk | كلينسبيس 1 ممسك بقمامة فضاء

يتضح لنا أن تجاهل هذه المشكلة لا يحلها بل يعقدها كثيرا. إذا ما الحل؟ العديد من وكالات الفضاء والجامعات حول العالم تسعى لحل المشكلة والتخلص من قمامة الفضاء. على سبيل المثال، تقوم الجامعة التقنية الفيدرالية في لوزان (سويسرا) بتطوير مشروع كناس فضائي. الكناس الفضائي يسمى كلينسبيس 1 ما هو إلا الأول من عدة أقمار صناعية وظيفتها تنظيف المدارات حول الأرض من القمامة

كلينسبيس 1 هو عبارة عن مكعب بأبعاد 10×10×10 سنتيمتر لديه أذرع مخصصة. التصميم الحالي يزن حوالي 30 كيلوغرام. عندما يصل الفضاء سيلتقي كلينسبيس 1 بالقمر الصناعي المراد إزالته سيمدد أذرعه ويمسك بالقمر الصناعي. ومن ثم يتجه مجددا إلى الأرض. وعندما يصل القمران الصناعيان إلى الغلاف الجوي سيحترقا نتيجة الاحتكاك بالهواء. آلية عملية كلينسبيس 1 ليست عملية هندسية سهلة؛ حيث أن ارتفاع القمر الصناعي الهدف بين 630 و 750 كيلومتر عن سطح الأرض وسرعته 28,000 كيلومتر في الساعة. هذه العملية الانتحاريةقد تبدو غير فعالة ﻷول وهلة، ولكن الإصدارات اللاحقة ستكون لها عدة أقمار صناعية مستهدفة. يكلف القمر الصناعي كليسنسبيس1 10 مليون فرانك سويسري (حوالي 42 مليون ريال سعودي) وسيتم إطلاقه سنة 2018. القمر الصناعي المستهدف لهذا الإصدار هو أحد أول قمرين صناعيين سويسريين؛ سويس كيوب أو تي آي سات

CleanSpace One | كلينسبيس 1

CleanSpace One | كلينسبيس 1

وكالات فضاء أخرى تحاول تطوير أقمار صناعية بأساليب مختلفة وتقنيات متعددة لاحتواء مشكلة القمامة الفضائية. من هذه الوكالات وكالة الفضاء الأمريكية ناسا ووكالة أبحاث ومشاريع الدفاع الأمريكية داربا ووكالة استكشاف الفضاء اليابانية جاكسا. هذه الأساليب تتعدد بتعدد أحجام قمامة الفضاء

CleanSpace One Diagram | رسم بياني لكلينسبيس 1

CleanSpace One Diagram | رسم بياني لكلينسبيس 1

يقوم علماء ومهندسي الفضاء بمجهود جبار لحل المشكلة وفي تطوير تقنيات الفضاء. ولكن من غير مجهود سياسي وتعاون بين الدول، سيكون التقدم بطيء. كثير من الدول التي تملك أقمار صناعية تدور حول الأرض ترفض مشاركة وتبادل المعلومات عن أقمارها الصناعية؛ حتى تلك التي تم ابطالها أو على وشك ابطالها. لا يوجد مؤسسة دولية تنظم مدارات هذه الأقمار أو تفرض على الدول التخلص من قماماتها الفضائية

أخيرا، يجب على البشر التخلص من قمامتهم التي صنعوها لكي يتاح للأجيال القادمة التمتع بالتطورات التقنية التي يتمتع بها جيلنا. للمزيد من المقالات تابعونا على تويتر و فيسبوك. ولا تنسوا أن تضيفوا ايميلاتكم على قائمتنا البريدية على يمين الشاشة

 

  • Astrolabium

    يذكرني بمقطع من فيلم Wall-E …
    لكن هل الصورتين الأوليين حقيقية؟ يعني هل هذه الكمية من القمامة فعلا حول الأرض، أم هي مجرد صورة توضيحية ؟

    • http://www.geekinpractice.com Omair Taibah

      لم أجد في أي مصادر الصور ما يوضح ما إذا كانت الصور حقيقية أم لا
      قد تكون مجرد توضيح فعلا

      على أية حال تفيان بالغرض