פינוי צירים

פסולת החלל מתחילה להדאיג את גופי הבטחון של המעצמות. כך למשל סוכנויות המודיעין האמריקניות החלו לממן מחקרים בנושא. ההערכה כיום היא כי בחלל נעים יותר מ 130 מיליון חלקיקים קטנים, שאת חלקם לא ניתן לזהות מכדור הארץ ובפועל הם מהווים סכנה ללוויינים פעילים. בנוסף מתברר שגם למשבר האקלים יש תרומה מסוכנת להיווצרות פסולת חלל.  התחממות כדור הארץ והצטברות גזי חממה יוצרים פגיעה מתמשכת בשכבת האטמוספירה העליונה שהופכת להיות דלילה יותר, ובכך הלווינים שחוזרים לכדור הארץ לא נשרפים אלא נותרים לנוע בחלל ללא שימוש.

מחקר חדש שפורסם במגזין  Nature Sustainability, מצביע על צפיפות לוויינים מסוכנת שעלולה להיווצר בחלל בשל משבר האקלים. המחקר שפורסם על ידי וויליאס פאקר וריצ’ארד לינארס ממכון המחקר של מאסצ’וסטס – MIT  ומתיו בראון מאוניברסיטת בירמינגהאם בבריטניה, מצביע על  כך שריכוזים גבוהים של גזי חממה, בעיקר פחמן דו חמצני – 2CO,  בשכבה הגבוהה של האטמוספירה גורמים להתקררות שלה, ובפועל להתכווצות והקטנת משמעותית בשטחה. המשמעות של התופעה הזו היא כי לוויינים שאמורים לסיים את חייהם בשכבת החלל הנמוכה ולהישרף כאשר הם מגיעים לשכבת האטמוספירה העליונה יישארו שלמים וימשיכו לרחף בחלל. הסכנה היא שהתופעה הזו תגרום לריבוי גופים בשכבה הזו שיתחילו להתנגש ביניהם, יצרו ענני רסיסים ובכך יסכנו לווינים פעילים. מעשית ענני הרסיסים הללו  “יסתמו” את שכבת החלל הנמוכה שגם כך הולכת ונעשית צפופה מאד.

המדענים מסבירים את התופעה הפיסיקלית בכך שככל ששכבת האטמוספירה העליונה מתקררת יותר היא הופכת להיות פחות צפופה – decreased density, עוצמת כוח המשיכה יורדת, ולכן מימד החיכוך שאמור לשרוף את החלליות קטן משמעותית. המדענים מצביעים על סכנה ממשית בעשורים הבאים בשכבות הגובה שבין 200 ל 1000 ק”מ מעל כדור הארץ. על פי החישובים של קצב ההתחממות עם מספר הגופים שיהיו עד אז בחלל, היכולת להציב לוויינים בשכבה הזו תרד בעד 66%.

“בחמש השנים האחרונות קצב שיגור הלוויינים גדול יותר מזה שהיה בכל  60 השנים שלפני כן. לכן אנחנו מנסים להבין כבר היום האם המספרים האלה יחד עם קצב התחממות כדור הארץ יאפשרו לנו קיימות בחלל בעשורים הבאים”, אומר החוקר המרכזי וויליאם פאקר מהמחלקה לאסטרופיזיקה ב MIT. הדאגה העיקרית היא מתוכניות עתידיות לשיגור שרשראות (constellation) של לוויני תקשורת, בכדי ליצור כיסוי מקסימאלי של כדור הארץ. כך למשל חברת STARLINK של אילון מאסק, שמתכננת לפרוס בחלל שרשרת של 42,000 לוויני תקשורת קטנים. ההערכה היא כי כיום נעים כ 10,000 לוויינים בשכבת החלל הקרובה לאטמוספירה.

המחקר הזה מדגיש שוב את החשש שהולך ומתגבר מפסולת החלל שמסכנת את הלוויינים הפעילים. הנושא הזה נמצא כיום גבוה מאד על סדר היום של סוכנויות החלל, עולם האקדמיה וגם יצרניות הלוויינים עצמן.

אחת הבעיות המורכבות בפסולת החלל היא חלקיקים קטנים שקשה מאד לזהות אותם במערכות העקיבה מכדור הארץ. חלקיקים כאלה יכולים להגיע לגודל של מספר מ”מ, ועדיין פגיעה שלהם בלוויינים פעילים מסוכנת מאד.

ההערכה היא כי בחלל נעים כיום כ 130 מיליון חלקיקים כאלה, שאת חלקם לא ניתן לאתר בזמן אמת. בכדי להבין את הסכנה די לציים את המהירות שבה חלקיק כזה נע, יותר מ 28,000 קמ”ש, כך שכל פגיעה שלו בגוף מסויים היא עוצמתית והרסנית. חלקיק בגודל של 1 ס”מ, שפוגע במהירות הזו בגוף אחר בחלל, שווה לעוצמת פיצוץ של רימון יד. החישוב כאן פשוט, ככל שגודל החלקיק גדול יותר עוצמת הפגיעה גדלה בהתאם וכך גם הנשק האפשרי.

תמונה: מיפוי ממוחשב של פסולת חלל צילום: NAS

תמונה: פאנל סולארי שניזוק בחלל מפגיעת חלקיקים צילום: NASA

בכדי לנסות ולהתגבר על הסכנה הזו, מציג מחקר חדש של אוניברסיטאות UAF – University of Alaska Fairbanks, ו University of  Calgary פתרון לזהות חלקיקים על פי ניתוח של גלי קול שנוצרים בסביבה המגנטית של שכבות החלל הנמוכות. מתברר שבתנועה שלהם החלקיקים הללו משאירים חתימת קול שונה מזו הטבעית, ולכן התחקות אחרי השונות יכולה לאתר את החלקיק ולשרטט את מסלול התנועה שלו. המערכת “Space Debris Hunter”,  אמורה להיות מוצבת על לווין קטן שינוע בשכבת החלל הנמוכה ומשם תזהה ותעקוב אחרי החלקיקים. “כאשר נציב את  Space Debris Hunter על לווין, היא תוכל לזהות בחלל טוב יותר ומדויק יותר את החלקיקים הקטנים הללו” אומר פרופסור פול ברנהארט החוקר הראשי. לדבריו החיישנים שיוצבו על הלווין יבדקו שני מדדים, הראשון את החתימה המגנטית והחשמלית שמשאיר החלקיק והשני יהיה רציפות האותות לאורך זמן. בעזרת היתוך שני המדדים האלה ניתן יהיה לקבוע גם את גודלו של החלקיק, את זווית התנועה שלו וגם לחזות את המסלול המדויק שלו.  מיפוי החלקיקים יאפשר ללוויינים פעילים לתכנן מסלול תנועה בטוח בכדי להימנע מהתנגשויות לא צפויות. במחקר מציינים החוקרים כי חברת SPACE X  לבדה, מבצעת בשנה כ 20,000 שינויי מסלול לסדרת לוויני התקשורת שלה STARLINK. על חשיבות המחקר הזה מעידה התמיכה שהוא מקבל מגופי מודיעין של הממשל האמריקני בהם ה DNI  – director of national intelligence ו IARP – Intelligence Advanced Research Projects Activity. הדאגה היא כי ברגע ששכת החלל הנמוכה תיסתם, יכולת איסוף המודיעין תיפגע משמעותית, ולכן כבר עכשיו נערכים לתרחיש הזה.

תמונת שער: הדמייה של פסולת חלל
איור: סוכנות החלל האירופאית- ESA