"المجموعات الضخمة" من الأقمار الصناعية مثل SpaceX يمكن أن تضعف المجال المغناطيسي للأرض وتتسبب في "تجريد الغلاف الجوي"

[عبدالله أسحاق]

تشير دراسة جديدة إلى أن التلوث الناتج عن سقوط النفايات الفضائية يمكن أن يغير المجال المغناطيسي لكوكبنا بشكل لا رجعة فيه. لكن لم يقتنع الجميع. (حقوق الصورة: PaulFleet عبر Getty Images)

تزعم ورقة مثيرة للجدل أن "المجموعات الضخمة" من الأقمار الصناعية مثل SpaceX يمكن أن تضعف المجال المغناطيسي للأرض وتتسبب في "تجريد الغلاف الجوي". هل يجب أن نقلق؟

تشير دراسة نظرية جديدة إلى أن التلوث المعدني في الغلاف الجوي الناتج عن سقوط النفايات الفضائية يمكن أن يخلق درعًا موصلًا غير مرئي حول كوكبنا مما قد يضعف غلافنا المغناطيسي. لكن خبراء آخرين يشككون في هذه الفكرة

تشير دراسة جديدة مثيرة للجدل إلى أن "غبار المركبات الفضائية" الناتج عن احتراق الأقمار الصناعية القديمة في الغلاف الجوي للأرض يمكن أن يضعف المجال المغناطيسي لكوكبنا.

في أسوأ السيناريوهات، قد يؤدي التوسع غير المقيد للأقمار الصناعية التجارية التي تدور حول الأرض، مثل شبكة Starlink التابعة لشركة SpaceX، إلى توليد ما يكفي من الغبار المغناطيسي لقطع الدرع الواقي لكوكبنا إلى النصف، مما قد يؤدي إلى كوارث الأقمار الصناعية و"تجريد الغلاف الجوي".

ولكن هل هذه النتيجة محتملة حقا؟ ويشكك باحثون آخرون في ادعاءات الورقة، على الرغم من أنهم يتفقون جميعا على شيء واحد: هناك حاجة ملحة لتحديد حجم المشكلة.

تمثل الأقمار الصناعية الخاصة الموجودة حاليًا في المدار صداعًا سريع النمو لعلماء الفلك نظرًا لميلها إلى تفجير الصور الكونية والتداخل مع التلسكوبات الراديوية، فضلاً عن زيادة خطر الاصطدام بالمركبات الفضائية الأخرى. لكن التهديد الحقيقي الذي يشكلونه قد يكون ما يحدث لهم عندما يموتون.

عندما تنتهي المركبات الفضائية من مهمتها، يخرج معظمها من مدارها ويحترق في الغلاف الجوي للأرض لتقليل كمية النفايات الفضائية التي تدور حول كوكبنا. ومع ذلك، عندما تنهار في النيران، تتناثر المركبات الفضائية المحتضرة في الغلاف الجوي العلوي لدينا بالتلوث المعدني المتبخر

عندما تحترق المركبات الفضائية أثناء إعادة الدخول، فإنها تطلق جزيئات معدنية في الغلاف الجوي العلوي. (رصيد الصورة: وكالة الفضاء الأوروبية/ المركز الألماني لشؤون الفضاء الجوي)

في الورقة النظرية الجديدة، التي تم تحميلها على قاعدة بيانات ما قبل الطباعة arXiv في ديسمبر 2023 ولكن لم تتم مراجعتها بعد من قبل النظراء، اقترحت سييرا سولتر-هانت، مرشحة الدكتوراه في جامعة أيسلندا، أن غبار المركبة الفضائية الجوي هذا قد يضر بالغلاف المغناطيسي - الغلاف الجوي. جزء من المجال المغناطيسي للأرض يمتد إلى الفضاء ويحمي الغلاف الجوي من الإشعاع الشمسي.

يشعر سولتر-هانت بالقلق من أنه إذا تطورت مجموعات الأقمار الصناعية العملاقة كما هو مخطط لها، فإن كمية الغبار التي تطلقها قد تخلق درعًا مغناطيسيًا يمكن أن يحد من وصول الغلاف المغناطيسي.

قال سولتر هانت : «لقد صدمت من كل ما وجدته، ولم يدرسه أحد». "أعتقد أن الأمر مثير للقلق حقًا."

تراكم الغبار

يوجد اليوم عدد من النفايات الفضائية التي تدور حول الأرض (على اليمين) أكبر بكثير مما كانت عليه عند فجر عصر الفضاء (على اليسار). (حقوق الصورة: ناسا)

ليس لدينا حاليًا طريقة لرصد كمية غبار المركبات الفضائية في الغلاف الجوي، ولكن استنادًا إلى كمية النفايات الفضائية التي احترقت بالفعل عند العودة إلى الغلاف الجوي، كان بإمكاننا زيادة كمية الجسيمات المعدنية في السماء بمقدار مليون مرة منذ ذلك الحين. قال سولتر هانت: بداية عصر الفضاء.

وقدر سولتر هانت أن ما بين 500 ألف إلى مليون قمر صناعي خاص يمكن أن يدور حول كوكبنا في العقود المقبلة. وقالت إنه عندما تسقط كل هذه الأقمار الصناعية في النهاية على الأرض، فقد يؤدي ذلك إلى زيادة كبيرة في كمية غبار المركبات الفضائية في الغلاف الجوي إلى مليارات المرات من مستواها الحالي.

من غير الواضح حاليًا أين سينتهي كل هذا الغبار الناتج عن المركبات الفضائية، لكن سولتر-هانت يعتقد أنه من المحتمل أن يستقر في الجزء العلوي من الغلاف الأيوني - وهي منطقة من الغلاف الجوي تقع على ارتفاع يتراوح بين 50 و400 ميل (80 و644 كيلومترًا) فوق سطح الأرض. سطح. وأضافت: "ويمكن أن يبقى هناك إلى الأبد".

التدريع المغناطيسي

يمتد الغلاف المغناطيسي إلى عمق الفضاء ويحمينا من الإشعاع والعواصف الشمسية. (رصيد الصورة: شترستوك)

وقال سولتر هانت إنه إذا اشتعلت النيران في جميع هذه الأقمار الصناعية المقترحة، فإن غبار المركبات الفضائية الناتج يمكن أن يخلق "شبكة موصلة مثالية حول كوكبنا" يمكن أن تكون قادرة على حمل شحنة كهربائية. وأضافت أنه إذا حدث ذلك، فإن الغلاف المغناطيسي، الذي يمتد عادة آلاف الأميال في الفضاء، سوف "يتشوه ليبقى تحت المادة الموصلة"، مما يحد بشكل أساسي من وصوله إلى طبقة الأيونوسفير العليا.

وقال سولتر هانت إن انخفاض المجال المغناطيسي يمكن أن يعرض الأقمار الصناعية لمستويات عالية من الإشعاع والعواصف الشمسية، مما قد يؤدي إلى إخراجها من السماء. وأضافت: "إنها مشكلة حقيقية لشركات الأقمار الصناعية". "من الممكن أن يقوموا بإضعاف الغلاف المغناطيسي بما يفعلونه، وهذا بدوره يعرض أنفسهم للخطر."

ولكن حتى لو لم يتقلص الغلاف المغناطيسي، فإن المستويات المتزايدة من غبار المركبات الفضائية قد تجعل من الصعب على الصواريخ إطلاق أقمار صناعية جديدة ومركبات فضائية أخرى إلى الفضاء، حسبما قال سولتر-هانت. وأضافت أن هذا يرجع إلى أن الجزيئات المغناطيسية يمكن أن تتداخل مع الإلكترونيات الموجودة على متن الطائرة.

السيناريو الأسوأ

تم تجريد الغلاف الجوي للمريخ بالكامل تقريبًا بواسطة الرياح الشمسية. (رصيد الصورة: ناسا/GSFC)

في أسوأ سيناريو لسولتر-هانت، يمكن أن تبدأ المستويات المتزايدة من الإشعاع التي تقصف طبقة الأيونوسفير العليا في تفجير الحواف الخارجية للغلاف الجوي لدينا - وهي ظاهرة تُعرف باسم "تجريد الغلاف الجوي"، والتي تحدث بشكل طبيعي على كواكب مثل المريخ وعطارد.

وأضافت أن هذه ستكون "الحالة الأكثر تطرفا" وقد يستغرق حدوثها قرونا، إن لم يكن آلاف السنين

ولكن حتى لو بقي الغلاف الجوي سليمًا، فإن غبار المركبات الفضائية قد يلحق الضرر به.

وقد أشارت الدراسات السابقة إلى أن بعض هذا التلوث، وخاصة الألومينا (أكسيد الألومنيوم)، يمكن أن يستنزف الأوزون في الغلاف الجوي، مما قد يؤدي إلى زيادة حجم ثقوب الأوزون فوق المناطق القطبية للأرض.

ويتعرض الغلاف المغناطيسي أيضًا لبعض الضعف الطبيعي مع نمو قلب الأرض وتصلبه، ولا أحد يعرف ما إذا كان غبار المركبات الفضائية يمكنه تسريع هذه العملية أم لا.

"خطوة أولى مهمة"

يشعر الباحثون بالفعل بالقلق بشأن كيفية تأثير الكوكبات الضخمة الخاصة، مثل شبكة Starlink التابعة لشركة SpaceX، على علم الفلك. (رصيد الصورة: دانييل فوتسيلاار (artsource.nl))

يثني بعض الباحثين على الورقة الجديدة لتسليطها الضوء على المشكلات المحتملة الخفية لغبار المركبات الفضائية.

قالت سامانثا لولر Samantha Lawler، عالمة الفلك في جامعة ريجينا في كندا، في رسالة بالبريد الإلكتروني: "يعد هذا العمل خطوة أولى مهمة حقًا" ويسلط الضوء على الكمية "المرعبة" من غبار المركبات الفضائية التي يمكن ترسيبها في الغلاف الجوي. وأضافت: "عواقب هذا التلوث يمكن أن تكون أيضًا على نطاق مختلف تمامًا عما اعتدنا على التفكير فيه".

ومع ذلك، يعتقد خبراء آخرون أن السيناريوهات التي وضعتها سولتر-هانت هي تخمينية للغاية أو مبنية على افتراضات خاطئة.

قال جون تاردونو، عالم الكواكب وخبير الغلاف المغناطيسي في جامعة روتشستر في نيويورك، في رسالة بالبريد الإلكتروني: «حتى في ظل كثافات [غبار المركبات الفضائية] التي تمت مناقشتها، فمن غير المحتمل وجود غلاف موصل مستمر مثل الدرع المغناطيسي الحقيقي». وأضاف أن بعض الافتراضات الواردة في الورقة هي أيضًا "بسيطة جدًا ومن غير المرجح أن تكون صحيحة".

على وجه الخصوص، لم يقم أحد بوضع نموذج لكيفية استقرار غبار المركبات الفضائية في الغلاف الجوي، أو المدة التي سيستمر فيها أو مدى موصليته، مما يعني أنه لا يوجد دليل على إمكانية التدريع المغناطيسي، كما يقول خوسيه فيريرا، مرشح الدكتوراه في جامعة جنوب كاليفورنيا. وقالت كاليفورنيا، التي تدرس أيضًا تلوث الغبار الفضائي، في رسالة بالبريد الإلكتروني.

كما أن عدد الأقمار الصناعية المحتملة التي تدور حول الأرض في المستقبل "يبدو مبالغًا فيه"، حيث أن العديد من الأقمار الصناعية التي يتم إطلاقها لم تحدث مطلقًا، كما قال فيوناج تومسون، زميل البحث في جامعة دورهام في إنجلترا والمتخصص في أخلاقيات الفضاء، عبر البريد الإلكتروني.

وأضاف طومسون أن البحث عبارة عن "تجربة فكرية مثيرة للاهتمام". ولكن دون تحديد واضح لكيفية تسبب غبار المركبات الفضائية في حدوث هذه المشكلات، "لا ينبغي تمريرها على أنها "هذا ما سيحدث"."

يتفهم سولتر-هانت انتقادات الباحثين. ومع ذلك، ونظرًا للارتفاع الوشيك في إطلاق الأقمار الصناعية، أرادت مشاركة نظرياتها مع المجتمع العلمي. وقالت: "لقد وضعته هناك حتى يتمكن الجميع من رؤيته والتحدث عنه".

وعلى الرغم من تحفظاتهم حول هذه الورقة، فإن الخبراء يتفقون جميعا على أن هناك حاجة ملحة لمزيد من الأبحاث لدراسة التأثيرات المحتملة للتلوث المعدني في الغلاف الجوي.

وقال طومسون: "هذه ليست قضية يجب تجاهلها". "هناك حاجة إلى التراجع والنظر إلى هذا [التلوث الفضائي] باعتباره ظاهرة جديدة تمامًا."

وأضاف لولر: "هناك حاجة ماسة لدراسة هذا الأمر في أسرع وقت ممكن". "بصراحة، لا أعتقد أن أحدا يعرف ما يمكن أن يحدث."