ازدحام الفضاء يهدد بانهيار شبكة الأقمار الصناعية خلال أيام

حذرت دراسة علمية حديثة من أن البيئة المدارية حول الأرض أصبحت مزدحمة إلى درجة قد تجعل أي فشل واسع في أنظمة تتبع الأقمار الصناعية يؤدي إلى أول تصادم خطير خلال أقل من أسبوع، ما يهدد شبكات الاتصالات والملاحة والتنبؤات الجوية عالميًا.

 

الدراسة، المنشورة على منصة arXiv، أعدتها الباحثة الدكتورة سارة ثيل من جامعة برينستون، وطرحت مفهومًا جديدًا أطلقت عليه اسم “ساعة الاصطدام ” (CRASH Clock)، وهي عدّ تنازلي يقدّر الزمن الفاصل بين فقدان السيطرة أو التتبع وحدوث أول اصطدام مداري.

من 164 يومًا إلى 5.5 أيام

أظهرت الحسابات أن الفترة المتاحة قبل أول تصادم محتمل كانت تُقدّر بنحو 164 يومًا قبل عام 2018، حين كان عدد الأجسام في المدار أقل كثافة.

 

أما اليوم، فقد تقلصت هذه المهلة إلى نحو 5.5 أيام فقط في ظل الزيادة الكبيرة في عدد الأقمار الصناعية والحطام الفضائي.

 

ورغم أن التقدير إحصائي وقد يقع الاصطدام قبل أو بعد هذه المدة، فإن ضيق النافذة الزمنية يعكس هشاشة الوضع الحالي.

ازدحام غير مسبوق في المدار

تشير بيانات وكالة الفضاء الأوروبية إلى وجود نحو 14,200 قمر صناعي عامل، إلى جانب أكثر من 44,870 جسمًا متتبعًا في المدار الأرضي.

 

ومع إطلاق كوكبات ضخمة من الأقمار الصناعية، باتت الحركة تتركز في نطاقات ارتفاع محددة، ما يزيد من احتمالات التقاطع بين المسارات.

 

كل جسم إضافي يضاعف عدد نقاط العبور المحتملة، ويرفع عدد “الاقترابات الخطرة” بوتيرة أسرع مما يتوقعه كثيرون.

 

تأثير العواصف الشمسية

تلعب العواصف الشمسية دورًا معقدًا في زيادة المخاطر، فوفق الإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA)، تؤدي الانبعاثات الشمسية إلى تسخين الغلاف الجوي العلوي وتمددِه، ما يزيد من مقاومة الهواء للأقمار الصناعية ويؤدي إلى انخفاض مداراتها.

 

هذا التغير المفاجئ في الارتفاع يضاعف أخطاء التنبؤ بالمواقع المدارية، وقد يقطع سلسلة الحسابات التي يعتمد عليها المشغلون لتحديد ما إذا كانت مناورة تفادي الاصطدام ضرورية.

وفي حادثة سابقة، تسببت كتلة إكليلية قذفها الشمس في فقدان 38 قمرًا صناعيًا جديدًا بعد أن هبطت مداراتها بسرعة غير متوقعة.

 

خطر “متلازمة كيسلر”

تحذر الدراسة من أن أي تصادم كبير قد يُنتج آلاف الشظايا، وكل شظية تتحول إلى خطر مستقل، ويُعرف هذا السيناريو باسم “متلازمة كيسلر”، حيث تتسبب الاصطدامات المتتالية في سلسلة تفاعلات تجعل بعض المدارات غير صالحة للاستخدام لفترات طويلة.

تكمن المشكلة في أن الحطام الناتج لا يمكن توجيهه أو التحكم فيه، ما يجعل تفاديه مسألة حظ أكثر من كونه تخطيطًا دقيقًا.

 

مناورة كل دقيقتين تقريبًا

أصبحت مناورات تفادي الاصطدام جزءًا روتينيًا من إدارة الأقمار الصناعية.

وتشير الورقة إلى تنفيذ 144,404 مناورة تفادي من قبل أقمار “ستارلينك” خلال ستة أشهر فقط، ما يعكس كثافة الحركة في المدار الأرضي المنخفض (حتى نحو 1,930 كيلومترًا).

ورغم أن هذه المناورات ضرورية، فإن كل تعديل مداري يولّد حالة جديدة من عدم اليقين إلى أن تُحدّث بيانات التتبع.

 

التنظيم وصلاحية المدار

تلعب سياسات التخلص من الأقمار بعد انتهاء عمرها التشغيلي دورًا حاسمًا في تقليل الكثافة المدارية، ففرض مهل أقصر لإخراج الأقمار من المدار يمكن أن يخفض المخاطر تدريجيًا، بشرط الالتزام والتنفيذ الفعلي.

 

كما يمكن للجهات التنظيمية فرض حدود على أعداد الأقمار في نطاقات ارتفاع محددة، وإلزام المشغلين بخطط واضحة للإدارة الآمنة للحركة المدارية والإبلاغ العلني عن إجراءات السلامة.

 

نافذة ضيقة للمناورة

تجمع “ساعة الاصطدام” بين ثلاثة عناصر رئيسية: ازدحام المدار، وتأثيرات الطقس الفضائي، والقرارات البشرية، والنتيجة رقم بسيط لكنه مقلق: أيام معدودة قد تفصل بين فقدان التتبع وحدوث أول تصادم كبير.

ويرى الباحثون أن الخطوات المقبلة يجب أن تشمل تحسين نماذج التنبؤ، واختبار سيناريوهات أعطال متعددة، وقياس مدى فاعلية سياسات التخلص من الأقمار في إطالة الزمن قبل أول تصادم محتمل.

في ظل الاعتماد العالمي المتزايد على خدمات الأقمار الصناعية في الاتصالات والملاحة وإدارة الكوارث، فإن الحفاظ على استدامة المدار لم يعد قضية فضائية بحتة، بل مسألة بنية تحتية حيوية للأمن الاقتصادي والتقني العالمي.