محلول البلازما يمهد الطريق لتنظيف الفضاء من "مكب النفايات"

(دان تري) - تتزايد كمية الحطام الناتج عن الأقمار الصناعية حول الأرض، مما يزيد من خطر التهديدات الأمنية لرواد الفضاء والمركبات الفضائية وحتى التأثير على الأنشطة على الأرض.

عندما يتعين على المحطة الفضائية الدولية تجنب الحطام الفضائي مرتين في أقل من أسبوع، فهذا هو الوقت المناسب لمعرفة ما يجب فعله مع هذه الحطام (صورة توضيحية: ناسا).

إن استكشاف الإنسان للفضاء، على الرغم من إنجازاته العظيمة العديدة، يخلق مشكلة خطيرة: الحطام الفضائي.

ويصبح الوضع مثيرا للقلق بشكل خاص في عام 2024، عندما تعلن وكالة الفضاء الأوروبية أن هناك حوالي 40 ألف قطعة كبيرة من الحطام ومئات الآلاف من القطع الصغيرة تطفو في مدار حول الأرض.

كل قطعة حطام، كبيرة كانت أم صغيرة، تُشكّل خطر اصطدام كبير. ومن الأمثلة النموذجية حادثة عام ٢٠٢١، حيث انفجر قمر صناعي عسكري صيني بعد اصطدامه بحطام خارج عن السيطرة.

لا يُشكل هذا الحطام تهديدًا للمركبات الفضائية ورواد الفضاء فحسب، بل يُشكل أيضًا خطرًا على الأقمار الصناعية الحيوية التي تدعم الأنشطة الحيوية على الأرض. ومما يُثير القلق أننا لا نملك حاليًا خطةً ملموسةً للتعامل مع هذه الفوضى.

الوضع والتحديات المثيرة للقلق

عادةً، تدور الحطامات الفضائية حول الأرض لسنوات قبل أن تعود إلى الغلاف الجوي وتحترق. ويعتمد وقت سقوطها على ارتفاعها؛ إذ يمكن للأجسام التي يزيد ارتفاعها عن 1000 كيلومتر فوق عتبة العودة أن تستمر في الدوران حول الكوكب لقرون.

لقد أجبر انتشار الحطام الرحلات الجوية في مدارات منخفضة على النظر في إمكانية الاصطدامات، وتضطر محطة الفضاء الدولية بانتظام إلى القيام بمناورات لتجنب الحطام.

إن إزالة الحطام من الفضاء دون السماح له بالسقوط خارج المدار بشكل طبيعي يتطلب في كثير من الأحيان الاتصال المباشر، مما يزيد من خطر الاصطدام وإلحاق الضرر بالمعدات باهظة الثمن، وحتى تعريض البشر للخطر إذا كان الأمر يتضمن تدخلاً مباشراً.

حل مبتكر من تكنولوجيا البلازما

اقترح البروفيسور كازونوري تاكاهاشي من كلية الدراسات العليا للهندسة بجامعة توهوكو باليابان حلاً واعداً: استخدام أنظمة الدفع البلازمي. ويعتقد أن الدفع البلازمي قد يكون الحل الأمثل لمشكلة الحطام الفضائي.

يعتمد النظام على قمر صناعي مزود بمحرك بلازما. سيرش القمر الصناعي البلازما على الحطام المارة. ستُبطئ القوة الناتجة عن البلازما الحطام، مما يدفعه خارج المدار بشكل أسرع، مما يُختصر عملية جمعه من سنوات أو قرون إلى دقائق فقط.

من التحديات الرئيسية التي تواجه الدفع البلازمي أن النفاث قد يدفع القمر الصناعي بعيدًا، مما يقلل من كفاءته. وللتغلب على هذا، طوّر البروفيسور تاكاهاشي دافعًا "بلازما ثنائي الاتجاه" مصممًا لرش البلازما في اتجاهين، مما يُعوّض قوة الدفع ويُحافظ على موقع القمر الصناعي.

وقد أثبتت الاختبارات التي أجريت في بيئة فراغية تحاكي ظروف الفضاء فعالية هذا التصميم، ويمكنها حتى تسريع عملية مغادرة المدار.

ورغم أن الجهاز ليس جاهزًا بعد للاستخدام العملي، فإن هذا الإنجاز يمثل خطوة مهمة إلى الأمام في "تطوير نظام دفع قادر على إزالة الحطام الفضائي بأمان وكفاءة".

يعد هذا الحل غير التلامسي بفتح عهد جديد في حماية البيئة الفضائية، وضمان أن تكون أنشطة استكشاف واستغلال الفضاء في المستقبل آمنة ومستدامة.

المصدر: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-phap-plasma-mo-duong-don-sach-bai-rac-vu-tru-20251021012829366.htm