יצירת מגה לוויינים חדשה עלולה להוביל לאסון. אנחנו מספרים את העיקר

איך הכל התחיל?

"נאס"א החליטה להעלות לדיון ציבורי את סוגיית מספר הלוויינים

מסלול כך שלחברות תהיה הזדמנות להביןהדאגה של הסוכנות לגבי האובייקטים שלנו במסלול. המטרה שלנו היא להפחית את הסיכון להתנגשויות לטובת ההדדית של כל המשתתפים ביצירת תוכניות חדשות לחקר המרחב הקרוב לכדור הארץ", הצהירה רשמית סמנתה פונדר, מהנדסת נאס"א.

אנחנו מדברים על תוכניות שהציגו AST & מַדָע,אשר מתכוונת לבנות קבוצת כוכבים של יותר מ-240 לוויינים גדולים, בעצם פריסת "מגדלי טלפונים סלולריים" בחלל. המטרה היא לספק חיבורי פס רחב של 4G ואולי 5G ישירות לטלפונים סלולריים על פני כדור הארץ. החברה, שבסיסה במידלנד, טקסס, קוראת לקבוצת הכוכבים שלה SpaceMobile ומוכנה להשקיע כ-120 מיליון דולר על הפרויקט החדש.

גורם לתגובה החריפה של נאס"א

סוכנות החלל נאלצה להגיב על הצעתה של AST מכמה סיבות.

בפרט, הגובה המוצע עבורקבוצת הכוכבים SpaceMobile ממוקמת ליד A-Train, קבוצה של 10 לווייני ניטור מדעי כדור הארץ המשמשים את נאס"א והמכון הגיאולוגי של ארה"ב, כמו גם שותפים אמריקאים בצרפת וביפן. "החברה המתעניינת ב-AST & אזור ספציפי במדע בחלל מבוקש מאוד. הניסיון שלנו עם A-Train הראה שלמיקום שבו קבוצת לוויינים חדשה עומדת להיות משוגרת יש הרבה חיבורים קריטיים שיהיה מאוד לא רצוי להפריע להם", אמרה נאס"א בהצהרה.

אבל זה לא הדאגה היחידה של סוכנות החלל.

הלוויינים עצמם, אשר AST & המדע רוצההשיגור למסלול הם גם גדולים מאוד. כדי לספק שירותים, החברה מתכננת לבנות חלליות עם אנטנות מערך שלבים גדולות בשטח של 900 מ"ר. לפי נאס"א, בעת תכנון חיבורים אפשריים עם לוויינים אחרים במסלול זה, יידרש רדיוס מגביל עצום (כדי למנוע התנגשויות) - גדול פי 10 מלוויינים אחרים.

בנוסף, סוכנות החלל ציינה את זהתמרון סביב קבוצת הלוויינים של SpaceMobile יהיה מייגע ביותר. "קונסטלציה של 243 לוויינים תדרוש 1,500 פעולות הפחתה בשנה וכ-15,000 פעילויות תכנון", אמרה סוכנות החלל. "זה שווה לארבעה תמרונים ו- 40 פעילויות תכנון אקטיביות בכל יום".

לבסוף, סוכנות החלל מודאגתהעובדה ש- AST מעולם לא יצרה לווין שגודלו קרוב מאוד לאלה שהם ייצרו. לאור חוסר הניסיון הזה, נאס"א חוששת שלוויינים פשוט עלולים להיכשל. זה לא יאפשר להם לתמרן. סוכנות החלל הצהירה בצורה בוטה כי במקרה כזה, הסיכון להתנגשות קטסטרופלית הוא "גבוה באופן בלתי מתקבל על הדעת".

וזה בלי להזכיר את הזיהום החדש האפשרי של מסלול כדור הארץ על ידי פסולת חלל. 

בעיית זיהום חלל

• מה זה פסולת שטח?

פסולת חלל או פסולת חלל היא כל מנגנון או פסולת שהשאירו בני אדם בחלל.

זה יכול לחול על עצמים גדולים כאלהכמו לוויינים מתים שלא בסדר או נשארים במסלול בסוף משימתם. זה יכול לחול גם על פריטים קטנים יותר כמו פסולת או כתמי צבע שנפלו מהרקטה.

רקטות יכולות לשחרר שאריות קטנות רבות כשהן מגיעות לחלל, כפי שמוצג בסרטון זה.

• כמה פסולת יש בחלל?

נכון לעכשיו כ -2,000 לוויינים פעיליםמקיפה את כדור הארץ, אך עוד 3000 חללים הרוגים. יתרה מכך, ישנם כ -34,000 חלקי פסולת שטח שגודלם עולה על 10 ס"מ ומיליוני חלקים קטנים יותר שעלולים בכל זאת להיות הרות אסון אם הם מתנגשים במשהו אחר.

הלוויין הראשון בעולם, ספוטניק 1, שוגר על ידי ברית המועצות ב -4 באוקטובר 1957. צילום: NSSDC, נאס"א באמצעות Wikimedia Commons.

• איך פסולת חלל נכנסת לחלל?

כל פסולת החלל היא תוצאה של שיגורים שונים של כדור הארץ. חלקי רקטות שהוצאו לוויינים שבורים נשארים במסלול עד שהם נכנסים שוב לאטמוספרה.

כמה עצמים במסלולים נמוכים יותרנמצאים כמה מאות קילומטרים מפני כדור הארץ וחוזרים די מהר. הם נכנסים לאטמוספירה לאחר מספר שנים ובעיקר נשרפים, ולכן אינם מגיעים לקרקע. אבל פסולת או לוויינים שנותרו מאחור בגבהים מעל 36,000 קילומטרים - שבהם לווייני תקשורת ומזג אוויר ממוקמים לעתים קרובות במסלולים גיאוסטציוניים - עלולים להמשיך להקיף את כדור הארץ במשך מאות או אפילו אלפי שנים.

מאז תחילת עידן החלל בשנת 1957 שוגרו למסלול יותר מ -5,000 שיגורי רקטות. © SpaceX (CC BY-NC 2.0) דרך פליקר

חלק מהפסולת החלל מקורה בכתוצאה מהתנגשויות או בדיקות נגד לוויינים במסלול. כאשר שני לוויינים מתנגשים, הם יכולים להישבר לאלפי חתיכות חדשות, וליצור הרבה פסולת חדשה. מספר מדינות, כולל ארה"ב, סין והודו, השתמשו בטילים כדי לפוצץ את הלוויינים שלהן. הדבר יוצר אלפי חלקים חדשים של פסולת מסוכנת.

כמה לוויינים נמצאים במסלול עכשיו?

האם תהיתם פעם כמה לווייניםמסתובב סביב כדור הארץ? על פי נתוני איגוד המדענים האכפתיים (UCS), שמתחזק מאגר לוויינים פעילים במסלול, החל מ -1 באפריל 2020 היו בסך הכל 2,666 לוויינים בחלל, מתוכם 1,918 במסלול כדור הארץ נמוך (LEO).

וזה רק עד אפריל.מאז היו הרבה יותר השקות. SpaceX השיגה הכי הרבה עד כה, ושיגרה לוויינים במשימה אחת בחודש בממוצע לפרויקט האינטרנט שלה Starlink. כרגע הוא שיגר יותר מ- 600 עצמים למסלול ומתכנן כמה עשרות אלפים נוספים. אמזון הודיעה לאחרונה על כוונתה להשיק מגה-קונסטלציה של למעלה מ -3,000 לוויינים כדי לספק קישוריות לאינטרנט באזורים מחוברים פחות של העולם. חברת המחקר יורוקונסול צופה כי שנות ה -20 של המאה העשרים יהיה עשור הלוויינים הקטנים וצופה בממוצע כ -1,000 שיגורים בשנה. לשם השוואה: בשנת 2019 היו בסך הכל 385.

אלפי לוויינים שיצאו לפועל מקיפים כיום את כדור הארץ, כמו גם עשרות אלפי חלקים של פסולת חלל © ESA / ID & Sense/ONiRiXEL

ככל שלוויינים הולכים וקטנים, קל יותר לבנות ולשגר אותם. זה אולי נשמע כמו רעיון נהדר עבור חלק, אבל יש מומחים שחוששים.

"החלל אולי נראה אינסופי, אבליכולות למיקום בטוח ותחזוקה של עצם במסלול כדור הארץ — לא. הסיכון להתנגשות בין עצמים בחלל הוא אמיתי מאוד, וכבר התרחשו התנגשויות גדולות", אמר מייקל דומינגז, בכיר לשעבר במשרד ההגנה ששימש כממלא מקום המזכיר של חיל האוויר והסוכן הבכיר של משרד ההגנה לחלל. אפילו התנגשות בודדת עלולה ליצור שדה פסולת מסוכן שעלול לשתק חלק מהטכנולוגיות הקריטיות שאנו תלויים בהן. אנחנו מדברים על תקשורת וניווט גלובליים. טעות אחת עלולה לסכן את האסטרונאוטים בתחנת החלל הבינלאומית. ההשלכות הכספיות של התנגשות קטסטרופלית יכולות להיות עצומות, הוא מסכם.

כיצד הגיבו יוצרי קבוצת הכוכבים החדשה של לוויינים לביקורת?

כתבי ארס טכניקה ביקשו תגובהAST. נציגים, בתגובה לביקורת של סוכנות החלל, אמרו שהם מוכנים לעבוד עם נאס"א כדי להפחית את החששות. "סקרנו את הערעור של נאס"א ובטוחים שנוכל לעבוד איתם כדי לפתור את כל הבעיות. בנוסף, אנו מוכנים לספק פרטים על בניית קבוצת הכוכבים AST. אנו בטוחים כי בטיחותם של נאס"א וחפצים מסלוליים אחרים אינה מאוימת ", אמר ריימונד סדוויק, המדען הראשי למערכות חלל ב- AST.

מה יחליט ה- FCC?

AST כבר קיבלה רישיון לשימושספקטרום להקת V מפפואה גינאה החדשה (כן, זה חוקי). אבל כדי לגשת לשוק האמריקאי ולמכור את שירותיה, AST עדיין צריכה לקבל אישור מה-FCC - ועדת התקשורת הפדרלית של ארה"ב.

כשמדובר במגה-כוכבים כוללה- Starlink של SpaceX, OneWeb ואחרים, ה- FCC מתחיל לשקול את נושא זיהום הפסולת של החלל הקרוב לכדור הארץ. כמובן, זה מסתכם בהכנסת מאות, אם לא אלפי לוויינים חדשים למסלול קרוב לכדור הארץ. מה FCC יחליט אינו ברור והסיבה לחוסר הוודאות היא פשוטה. לסוכנות הפדרלית שתי אינטרסים מתחרים.

בסך הכל, ה-FCC היה מדהיםמקלה בכל הנוגע להנפקת רישיונות ספקטרום למפעילי לוויינים. "אני לא מכיר דוגמה לסירוב של ה-FCC להנפיק רישיון כזה", אומר בריאן ווידן, מומחה להפעלת לוויינים ב-Secure World Foundation. "הם מנסים להיות ידידותיים לעסקים ולעודד חברות לעשות עסקים בארה"ב".

עם זאת, ה- FCC הפעיל את סמכותו לושימוש בספקטרום כדי להשפיע על מצב פסולת החלל על ידי דרישה ממפעילי לוויין להגן על הממשלות מפני תאונות פוטנציאליות, ועל ידי הצבת דרישות גבוהות ליכולת התמרון של המתקן. תקופת הדיון בכללים המוצעים, שפורסמו לראשונה באפריל, הסתיימה בחודש שעבר. לא ברור כיצד ייראו התקנות הסופיות, אך מפעילי לוויין כבר תיארו כמה מהרעיונות ככבידים מדי.

לבסוף, לא ברור כיצד ה- FCC יתמודד עם הבעיות של נאס"א, שכבר יודעת דבר או שניים על החלל ובדרך כלל מדברת לראשונה בנושא זה.

מה השורה התחתונה?

בסך הכל, המהומה הזו בין נאס"א ל- AST היאעדות נוספת לכך שממשלת ארה"ב ומעצמות חלל אחרות ברחבי העולם צריכות לעבוד קשה יותר כדי להפחית פסולת במסלול כדור הארץ נמוך. חשוב לקחת בחשבון מצבים אפשריים עם התנגשויות קטסטרופליות בשלב התפתחות הלוויין. אין שום סוכנות ממשלתית המורשית במפורש לספק ביטחון במסלול כדור הארץ נמוך, והמודלים הקיימים אינם מצליחים לתפוס באופן מלא את האיום הנשקף מלוויינים חדשים וישנים, טילי שלב שני ובילויים אחרים. במובן מסוים, כאשר מגה-קבוצות כוכבים חדשות עפות לחלל כיום, הרגולטורים פועלים בעיוורון. זה יכול להסתיים בצורה גרועה.

קרא גם

מאובן עתיק מאפריקה חושף כיצד דינוזאורים חצו אוקיינוסים

המשימה השנתית בארקטי הסתיימה והנתונים מאכזבים. מה מחכה לאנושות?

ראה את הצילומים הקרובים ביותר על פני השמש