كشفت دراسة أميركية أن تغير المناخ يؤثر على الفضاء القريب من الأرض، بطريقة قد تزيد من خطر اصطدام الأقمار الاصطناعية، مما يقلل من عدد الأقمار التي يمكن تشغيلها بأمان في المستقبل.
وأوضح باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا أن نتائج الدراسة التي نُشرت، الاثنين، بدورية «Nature Sustainability»، تسلط الضوء على الحاجة الملحة لاتخاذ إجراءات فورية لضمان استمرار استخدام المدار الأرضي المنخفض.
وأظهرت الدراسة أن انبعاثات الغازات الدفيئة، مثل ثاني أكسيد الكربون، تؤدي إلى انكماش الغلاف الجوي العلوي، مما يقلل من كثافته، خصوصاً في طبقة الثرموسفير، حيث تدور محطة الفضاء الدولية ومجموعة من الأقمار الاصطناعية.
وفي الظروف الطبيعية، يساعد الغلاف الجوي العلوي في التخلص من الحطام الفضائي من خلال قوة مقاومة تُعرف بالسحب الجوي، التي تسحب الأجسام القديمة نحو الأرض لتتفكك وتحترق عند دخولها الغلاف الجوي. لكن مع انخفاض الكثافة الجوية، تضعف هذه القوة؛ مما يؤدي إلى بقاء الحطام الفضائي في المدار لفترات أطول، وهو الأمر الذي يزيد خطر الاصطدامات، ويؤدي إلى ازدحام المدارات الفضائية.
وباستخدام نماذج محاكاة لسيناريوهات مختلفة لانبعاثات الكربون وتأثيرها على الغلاف الجوي العلوي والديناميكيات المدارية، وجد الباحثون أن «القدرة الاستيعابية للأقمار الاصطناعية» - أي الحد الأقصى لعدد الأقمار الاصطناعية التي يمكن تشغيلها بأمان - قد تنخفض بنسبة تتراوح بين 50 و66 في المائة بحلول عام 2100، إذا استمرت انبعاثات الغازات الدفيئة في الارتفاع.
كما وجدت الدراسة أن الغلاف الجوي العلوي يمر بدورات انكماش وتوسع كل 11 عاماً بسبب النشاط الشمسي، لكن البيانات الحديثة تظهر أن تأثير الغازات الدفيئة يتجاوز هذه التغيرات الطبيعية، مما يؤدي إلى تقلص دائم في الثرموسفير.
وحالياً، يدور أكثر من 10 آلاف قمر اصطناعي في المدار الأرضي المنخفض، الذي يمتد حتى ارتفاع ألفي كيلومتر عن سطح الأرض. وقد شهدت السنوات الأخيرة زيادة كبيرة في عدد الأقمار الاصطناعية، خصوصاً مع إطلاق كوكبات ضخمة مثل مشروع «ستارلينك» لشركة «سبيس إكس»، الذي يضم آلاف الأقمار لتوفير الإنترنت الفضائي.
وحذر الباحثون من أن انخفاض قدرة الغلاف الجوي على إزالة الحطام الفضائي سيؤدي إلى زيادة كثافة الأجسام في المدار؛ مما يعزز احتمالات الاصطدامات. وقد يفضي ذلك لسلسلة من التصادمات المتتالية، تُعرف بظاهرة «متلازمة كيسلر»، التي قد تجعل المدار غير صالح للاستخدام.
وأشار الفريق إلى أنه إذا استمرت انبعاثات الكربون في الارتفاع، فقد تصبح بعض المدارات غير آمنة، وسيؤثر ذلك سلباً على تشغيل الأقمار الاصطناعية الجديدة المستخدمة في الاتصالات، والملاحة، والاستشعار عن بُعد.
وفي الختام، أكد الباحثون أن الحد من هذه المخاطر يتطلب إجراءات عاجلة، تشمل تقليل الانبعاثات العالمية للغازات الدفيئة، إلى جانب تبني استراتيجيات أكثر فاعلية لإدارة النفايات الفضائية، مثل إزالة الحطام الفضائي، وإعادة تصميم الأقمار بحيث يكون تفكيكها أكثر سهولة عند انتهاء عمرها التشغيلي.
