فضای اطراف زمین تنها میزبان ماهواره‌هایی نیست که برای ارتباطات، ناوبری، پایش آب‌وهوا و پژوهش‌های علمی به کار گرفته می‌شوند. در کنار این تجهیزات، میلیون‌ها قطعه از بقایای فضاپیماها، ماهواره‌های ازکارافتاده و موشک‌های حامل نیز در مدار زمین حرکت می‌کنند؛ اجسامی که اگرچه بسیاری از آن‌ها ابعاد بسیار کوچکی دارند، می‌توانند به دلیل سرعت بالای حرکت، تهدیدی جدی برای فعالیت‌های فضایی باشند.
پراکندگی زباله‌های فضایی در مدار زمین؛ بخش قابل‌توجهی از این قطعات بقایای ماهواره‌ها و پرتابگرهای فضایی هستند. تعداد بسیاری از این زباله ها کوچکتر از یک میلی متر هستند.
بر اساس گزارش سال ۲۰۲۵ آژانس فضایی اروپا (European Space Agency – ESA)، تعداد قطعات زباله فضایی با ابعاد بزرگ‌تر از یک سانتی‌متر در مدار زمین بیش از ۱٫۲ میلیون قطعه برآورد میشود. همچنین بیش از ۵۰ هزار قطعه از این مجموعه ابعادی بزرگ‌تر از ۱۰ سانتی‌متر دارند.
نمایش پراکندگی ماهواره‌های فعال و زباله‌های فضایی با اندازه‌های مختلف در مدار زمین (بر اساس داده‌های اوت ۲۰۲۳).
اطلاعات مربوط به قطعات زباله فضایی کوچکتر از ۱۰ سانتی‌متر، بر اساس یک مدل آماری تهیه‌شده توسط آژانس فضایی اروپا (ESA) است.
تعداد اجسام موجود در مدار زمین:
| نوع جسم | تعداد تخمینی |
|---|---|
| ماهواره‌های فعال (آبی) | ۱۰٬۲۰۰ |
| قطعات بزرگ‌تر از ۱۰ سانتی‌متر (قرمز) | ۵۰٬۰۰۰ |
| قطعات بزرگ‌تر از ۱ سانتی‌متر (نارنجی) | ۱٫۲ میلیون |
| قطعات بزرگ‌تر از ۱ میلی‌متر (زرد متمایل به نارنجی) | ۱۳۰ میلیون |
| ذرات بزرگ‌تر از ۰٫۱ میلی‌متر (زرد) | ۲ تریلیون |
منبع تصویر و داده‌ها: آژانس فضایی اروپا (ESA)
نکته: عدد ۲٬۰۰۰ میلیارد معادل ۲ تریلیون است
این گزارش که در اول آوریل ۲۰۲۵ منتشر شده، بر داده‌های جمع‌آوری‌شده تا پایان سال ۲۰۲۴ استوار است و وضعیت محیط مداری زمین و روند افزایش اجسام فضایی را بررسی می‌کند.
زباله فضایی چیست و چگونه به وجود می‌آید؟
زباله فضایی (Space Debris یا Space Junk) به اجسام ساخته دست بشر گفته میشود که دیگر کارکرد عملیاتی ندارند، اما همچنان در مدار زمین باقی مانده‌اند یا در حال ورود مجدد به جو زمین هستند.
این اجسام می‌توانند شامل موارد زیر باشند:
- ماهواره‌های ازکارافتاده و غیرفعال
- قطعات جداشده از موشک‌ها
- قطعات حاصل از انفجار یا شکست سازه‌های فضایی
- بقایای برخورد میان ماهواره‌ها و سایر اجسام مداری
- اجزای کوچک جداشده از فضاپیماها و تجهیزات فضایی
نمودار تعداد قطعات حاصل از رویدادهای شکست و فروپاشی اجسام فضایی و علت ایجاد آن‌ها؛ از جمله نقص سامانه پیشرانش، برخوردها
برخلاف اجرام طبیعی مانند شهاب‌واره‌ها که منشأ طبیعی دارند، زباله‌های فضایی حاصل فعالیت‌های انسانی در فضا هستند.
چرا قطعات کوچک زباله فضایی خطرناک‌اند؟
یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های محیط مداری زمین، سرعت بسیار بالای حرکت اجسام است. ماهواره‌ها و زباله‌های فضایی در مدارهای مختلف با سرعت‌هایی در حدود چند کیلومتر بر ثانیه حرکت می‌کنند.
در چنین شرایطی، حتی برخورد یک قطعه کوچک فلزی با بدنه ماهواره یا تجهیزات حساس آن می‌تواند آسیب جدی ایجاد کند. انرژی برخورد به جرم اجسام و سرعت نسبی آن‌ها وابسته است؛ بنابراین کوچک بودن یک قطعه لزوماً به معنای کم‌خطر بودن آن نیست.
نمایش شبیه‌سازی‌شده تراکم زباله‌های فضایی در مدار زمین؛ بسیاری از قطعات به دلیل ابعاد کوچک، مستقیماً قابل ردیابی نیستند. تصویر: NASA
بر اساس ارزیابی ESA، قطعات بزرگ‌تر از یک سانتی‌متر نیز می‌توانند توانایی ایجاد خسارت فاجعه‌بار به فضاپیماها را داشته باشند.
مدار پایین زمین؛ منطقه‌ای با تراکم فزاینده
بخش قابل‌توجهی از فعالیت‌های فضایی در مدار پایین زمین (Low Earth Orbit – LEO) انجام میشود. این محدوده که معمولاً تا ارتفاع حدود ۲۰۰۰ کیلومتری از سطح زمین تعریف میشود، میزبان بسیاری از ماهواره‌های سنجش از دور، مخابراتی و علمی است.
افزایش تعداد منظومه‌های ماهواره‌ای تجاری و پرتاب‌های فضایی، فشار بیشتری بر این بخش از محیط مداری وارد کرده است.
پرتاب موشک R-7 حامل ماهواره اسپوتنیک ۱ در چهارم اکتبر ۱۹۵۷ از پایگاه تیوراتام (بایکونور امروزی) در قزاقستان. پس از جدایی ماهواره، بخش مرکزی موشک در مدار باقی ماند و به‌عنوان نخستین زباله فضایی ثبت‌شده تاریخ شناخته شد.
این قطعه با شناسه بین‌المللی ۱۹۵۷-001A ثبت شد، حدود ۲۶ متر طول داشت و نزدیک به ۷٫۵ تن جرم آن پس از مصرف سوخت بود. این نخستین قطعه ثبت‌شده زباله فضایی در مدار زمین محسوب میشود و پس از ۸۸۲ بار گردش به دور زمین، در اول دسامبر ۱۹۵۷ وارد جو شد و از بین رفت منبع: NASA
انفجارها و برخوردها؛ منابع اصلی تولید زباله‌های جدید
یکی از نگرانی‌های مهم در گزارش ۲۰۲۵ ESA، افزایش تعداد قطعات ناشی از شکست و فروپاشی اجسام فضایی است.
در سال ۲۰۲۴، چند رویداد بزرگ شکست و چندین رویداد کوچکتر در مدار زمین رخ داد که در مجموع بیش از ۳۰۰۰ جسم قابل ردیابی جدید به جمعیت زباله‌های فضایی افزودند.
این رویدادها می‌توانند در اثر عواملی مانند باقی ماندن سوخت در مخازن، شارژ الکتریکی باتری‌ها، نقص فنی یا برخورد با اجسام دیگر اتفاق بیفتند.
آژانس فضایی اروپا بر اهمیت غیرفعال‌سازی ایمن ماهواره‌ها و مراحل موشکی در پایان عمر عملیاتی آن‌ها تأکید دارد. این فرایند که Passivation نامیده میشود، با تخلیه یا ایمن‌سازی منابع انرژی باقی‌مانده، احتمال انفجار و تولید قطعات جدید را کاهش می‌دهد.
سندرم کسلر؛ زنجیره‌ای از برخوردهای فضایی
یکی از سناریوهای نگران‌کننده در مطالعات زباله‌های فضایی، پدیده‌ای با عنوان سندرم کسلر (Kessler Syndrome) است.
این مفهوم به شرایطی اشاره دارد که در آن افزایش تراکم اجسام مداری، احتمال برخورد میان آن‌ها را بیشتر می‌کند. برخوردها نیز می‌توانند قطعات جدیدی تولید کنند که خودشان احتمال برخوردهای بعدی را افزایش می‌دهند.
سندرم کسلر (Kessler Syndrome) باعث میشود در برخی مدارها استفاده ایمن برای ماهواره‌ها و مأموریت‌های فضایی دشوار یا حتی غیرممکن شود.
در صورت گسترش چنین زنجیره‌ای، ممکن است تراکم زباله‌ها در برخی مدارها به اندازه‌ای افزایش یابد که استفاده ایمن از آن‌ها برای ماهواره‌ها و مأموریت‌های فضایی دشوار یا حتی غیرممکن شود.
نکته مهم در گزارش ESA این است که حتی اگر پرتاب ماهواره‌های جدید متوقف شود، جمعیت زباله‌های فضایی ممکن است همچنان افزایش یابد؛ زیرا شکست و برخورد اجسام موجود می‌تواند سریع‌تر از خروج طبیعی آن‌ها از مدار، قطعات جدید تولید کند.
بیشتر بخوانید:
خنجر فضایی توت‌عنخ‌آمون
اهمیت مطالعه شهاب‌سنگ‌ها و نقش آن‌ها در مأموریت‌های فضایی
کاوش در قمر مریخ توسط آژانس فضایی ژاپن
آیا زباله‌های فضایی از مدار زمین پاک‌سازی می‌شوند؟
برای مقابله با این مشکل، آژانس‌های فضایی و شرکت‌های فعال در صنعت فضایی برنامه‌هایی را برای کاهش تولید زباله و پاک‌سازی مدارها دنبال می‌کنند.
آژانس فضایی اروپا در چارچوب رویکرد Zero Debris تلاش می‌کند تا تولید زباله در مأموریت‌ها و فعالیت‌های فضایی آینده را تا سال ۲۰۳۰ به میزان قابل‌توجهی محدود کند.
یکی از پروژه‌های مطرح در این زمینه، مأموریت ClearSpace-1 است که با هدف توسعه فناوری‌های لازم برای گرفتن و خارج کردن زباله‌های فضایی از مدار طراحی شده است.
نمایی هنری از فضاپیمای خدماتی ClearSpace-1 در حال نزدیک‌شدن به قطعه زباله فضایی VESPA؛ این تصویر، طرح مفهومی مأموریت ClearSpace-1 را نشان می‌دهد که در برنامه اولیه قرار بود برای جمع‌آوری و خارج‌کردن این قطعه از مدار زمین انجام شود.
آینده فعالیت‌های فضایی در گرو مدیریت زباله‌ها
افزایش تعداد ماهواره‌ها و گسترش فعالیت‌های فضایی، اهمیت مدیریت پایدار محیط مداری زمین را بیش از گذشته آشکار کرده است. زباله‌های فضایی دیگر صرفاً بقایای مأموریت‌های گذشته نیستند؛ بلکه به عاملی تأثیرگذار بر ایمنی ماهواره‌ها، مأموریت‌های سرنشین‌دار و برنامه‌های اکتشاف فضایی آینده تبدیل شده‌اند.
گزارش آژانس فضایی اروپا نشان می‌دهد که کاهش تولید زباله به‌تنهایی کافی نیست و در کنار رعایت استانداردهای ایمنی، توسعه فناوری‌های فعال برای پاک‌سازی مدارهای پرتراکم نیز ضرورت دارد.
منبع: آژانس فضایی اروپا (ESA)
نظرات کاربران