|
مع تزايد كميات النفايات الفضائية (مثل الأقمار الصناعية التي خرجت عن الخدمة، والشظايا الناجمة عن الرحلات الفضائية) التي تدور في مدار حول الأرض، ماذا سيحدث لو سقطت تلك المخلفات من السماء؟ يحاول علماء ألمان أن يستكشفوا هذا الأمر.
يقول الباحث سباستيان ويليمز "يوجد العديد من الأقمار الصناعية التي تسبح في مدار حول الكرة الأرضية، وستهبط عاجلًا أو آجلًا. ومن المحتمل أن تتحطم هذه الأقمار الاصطناعية، ولكن السؤال الآن: ما هي احتمالات حدوث ارتطام؟"
أو بالأحرى، هل من الممكن أن تنجو أجزاء الأقمار الصناعية المعطلة من الاحتراق عند اختراق الغلاف الجوي للأرض، وترتطم حينئذ بشيء ما، أو الأسوأ من ذلك، بشخص ما؟
و لقد بدأ باعداد تجربة توضح فكرته حول امكانية سقوط النفايات الفضائية و أسماها نفق الرياح.
ويشبه نفق الرياح الذي يستخدمه ويليمز في تجربته مكنسة كهربائية ضخمة انفصل جزئيها عن بعضهما، تتصل بقِدر ضغط بالبخار، وتوضع في منتصف أرضية خرسانية، وتغطى هذه الآلة بكمية كبيرة من الأنابيب والأسلاك.
ويستخدم نفق الرياح القادر على إنتاج تيارات هواء تصل إلى 11 ضعف سرعة الصوت، في اختبار الديناميكا الهوائية لتصميمات الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت، أو تلك الأسرع خمس مرات على الأقل من سرعة الصوت.
وبداخل النفق توجد حجرة معدنية كروية الشكل طولها مترين حيث تُثبت أهداف التجربة بمشابك خاصة. ولكن بدلًا من أن يستخدم ويليمز هذه المثبتات المقيّدة للحركة، عمد إلى إطلاق أهداف التجربة لتسبح خلال الهواء المتدفق بسرعة تناهز 3 آلاف كيلومتر/ ساعة (ما يعادل ألف و860 مترًا في الساعة)، أي أسرع من ضعف سرعة الصوت، لمحاكاة اختراق المخلفات للغلاف الجوي.
ويقول ويليمز: "الفكرة مفادها أن نترك الأجسام تسقط عبر الهواء المتدفق، فنحن نريد أن نشاهدها وهي تحلق بلا قيود أثناء هبوطها خلال الهواء المتدفق." و إن مدة الاختبار لا تتجاوز 0.2 ثانية، ولكن بوسعنا في هذا الوقت أن نلتقط الكثير من الصور ونحصل على الكثير من القياسات". وتُدخل البيانات المتحصّل عليها من التجربة في نماذج كمبيوتر بهدف رفع كفاءة التوقعات ذات الصلة بكيفية هبوط الأقمار الصناعية إلى كوكب الأرض.
ويتراوح حجم كتل المخلفات الفضائية المحيطة بكوكبنا، والتي يبلغ عددها نحو 500 ألف كتلة أو ما يقرب من ذلك، من شظايا صغيرة الحجم من المعدن إلى أقمار صناعية كاملة بحجم الحافلة، مثل المركبة الفضائية "إنفيسات" التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، والتي تعطلت عن العمل فجأة في أبريل/2012.
ويقول هيو لويس، محاضر رئيسي لمادة هندسة الفضاء الجوي، بكلية الهندسة والبيئة بجامعة ساوثهابمتون، جنوبي إنجلترا: "من الواضح أن عدد الأجسام العالقة في المدار حول الأرض التي نتعقبها يتصاعد بشكل عام".
وكلما ازدادت كمية الشظايا التي تدور في مدار حول الأرض، زادت احتمالات ارتطام قطعة من النفايات الفضائية بالأقمار الاصطناعية الأخرى أو بمركبة فضائية مأهولة. بل في الواقع، تُنقل محطة الفضاء الدولية بانتظام إلى مدارات جديدة لتفادي الارتطام بهذه النفايات.
يقول لويس: "لقد رأينا بالفعل بعض الأجسام الفضائية تعود إلى الغلاف الجوي للأرض منذ بداية عصر الفضاء. فقد أصبح من المعتاد أن يعود جسم فضائي كبير الحجم إلى الغلاف الجوي للأرض كل ثلاثة إلى أربعة أيام، ولا يوجد في الأفق حل لهذه المشكلة".
على الرغم من أن الأقمار الصناعية الكاملة لا تنجو من الاحتراق عند اختراق الغلاف الجوي للأرض بسرعة هائلة، فإن الكثير من مكوناتها الكبيرة الحجم تتمكن من دخول الغلاف الجوي للأرض.
"يمكنك أن ترى أشياء مثل خزانات الوقود الدافع. فهذه الأجسام التي تتخذ شكل أقراص الدواء قد تكون في حجم سيارة صغيرة تقريبًا".
إلا أن ويليمز، في وكالة الفضاء الألمانية، لا يُسقط أي سيارات صغيرة خلال نفق الرياح، ولكنه يريد أن يختبر كيف تتحطم الأجسام الأكبر حجمًا، حتى يميّز بناء على ذلك الأجزاء التي ستتمكن من بلوغ الأرض في النهاية.
|