مدار زمین
(ارتفاع ۱۶۰ تا ۲هزار کیلومتری زمین)
حدود ۱۵ هزار و ۹۰۰ شی ساخت انسان در این مدار رصد شده است.
زباله‌های مهم:
پروژه وست فورد
طبق این پروژه ۴۸۰ میلیون سوزن مسی کوچک در مدار زمین قرار دارند (در ارتفاع ۳۵۰۰ تا ۳۸۰۰ کیلومتری) (توضیح مترجم: پروژه وست فورد یک آزمایش بود که دانشگاه MIT از سوی ارتش آمریکا در سال‌های ۱۹۶۱ تا ۱۹۶۳ میلادی اجرا کرد. هدف از این پروژه ایجاد یک یونسفر مصنوعی بالای زمین بود و برای این منظور قرار شد ۴۸۰ میلیون سوزن مسی8/1 سانتی‌متری به شکل کمربندی دور زمین قرار گیرد. این پروژه درنهایت با روی کارآمدن سیستم‌های ماهواره‌ای مدرن قابل اطمینان با سرعت و ظرفیت بالاتر کنار گذاشته شد).
ون گارد۱(Vanguard1)
قدیمی‌ترین ماهواره‌ای که هنوز در مدار زمین قرار دارد. این ماهواره در سال ۱۹۵۸ میلادی به فضا رفت.
این زباله در ارتفاع ۱۸۴۰ کیلومتری زمین قرار دارد.
مجموعه ماهواره‌های مختلف برای مسیریابی مانند GPS
در ارتفاع کمتر ۲۳هزار کیلومتری
زباله‌های فضایی
از چه موادی به وجود می‌آیند:
۴۳درصد
زباله‌ها به بقایای انفجار و برخورد اشیای مصنوعی در فضا تعلق دارند
۲۱درصد
فضاپیماهای قدیمی
۱۷درصد
قسمت بالایی موشک
۱۳درصد
زباله‌های مربوط به مأموریت‌های فضایی
۶درصد
ماهواره‌های در حال عملیات که مربوط به پروژه‌های مختلف هستند:
۵۹درصد ماهواره‌های مخابراتی
۹درصد برای رصد زمین
۸درصد برای مسیریابی
۷درصد برای بررسی‌های نظامی
۷درصد برای مقاصد دیگر به آسمان ارسال شده‌اند
راه‌حل‌هایی برای پاکسازی مدار زمین
1. کاهش، استفاده دوباره و بازیافت
آلودگی فضا به مرحله حساسی رسیده و به زودی به یک بحران تبدیل می‌شود. برای اجتناب از آن‌که فضا غیر قابل استفاده شود، باید آن را پاکسازی کرد.
«لوییزا انوسینتی» مدیر برنامه پاکسازی فضا در سازمان فضایی اروپا می‌گوید: اکنون شرایط بسیار حساس است. اگر همچنان زباله‌های خود را در فضا رها کنیم، کل مدار زمین غیر قابل استفاده می‌شود و نمی‌توان ماهواره به آسمان فرستاد. این کابوس در حقیقت آغاز رویداد «تاثیر کسلر» (Kessler effect) است. تاثیر Kessler یک سناریوست که در آن چگالی اشیا در مدار زمین، به اندازه‌ای زیاد می‌شود که برخورد بین اجسام می‌تواند یک آبشار را ایجاد کند که در آن هر برخورد باعث تخریب فضا می‌شود و احتمال برخورد بیشتر را افزایش می‌دهد. به عبارت دیگر تحت اين تاثیر زباله‌های ناشی از یک برخورد به برخوردهای مشابه منجر می‌شوند و درنتیجه ماهواره‌ها و مأموریت‌های فضایی آینده به خطر می‌افتند.
خلاص شدن از شر زباله‌های فضایی نخستین قدم برای اجتناب از این رویدادهاست اما باید روی زمین نیز سیاست‌های هوشمندانه‌ای به‌کار گیریم. این سیاست‌ها عبارت‌اند از: کاهش زباله، مصرف دوباره و بازیافت.
کاهش تعداد ماهواره‌ها کار چندان ساده‌ای نیست. بیش از ۳۹۰۰ شیء در سال ۲۰۱۸ میلادی به مدار زمین ارسال شدند و پیش‌بینی می‌شود در سال‌های آتی اشیای بیشتری به مدار زمین ارسال شود. شرکت اسپیس ایکس به تازگی اجازه یافته ۱۲ هزار ماهواره را به مدار زمین بفرستد تا پوشش اینترنت فضایی را فراهم کند. از سوی دیگر صاحبان خوشه ماهواره‌های OneWeb نیز امیدوارند تا ۹۰۰ ماهواره دیگر به مدار زمین ارسال کنند.
به گفته اینوسنتی همین اخبار نشان می‌دهد انتقال زباله‌های فضایی امری حیاتی است. او می‌گوید كه اگر قرار باشد هر روز ماهواره‌ای به فضا ارسال شود، پاکسازی فضا هیچ فایده‌ای ندارد.
او برنامه «طراحی برای نابودی» را ترویج می‌کند که شامل برنامه‌ریزی ماهواره‌هایی است که ۲۵ سال پس از پایان مأموریت‌شان، خود را نابود می‌کنند.
این به آن معناست که ماهواره در یک گورستان در مدار زمین ارسال شود یا آن‌که در مسیر بازگشت به اتمسفر زمین به‌طور کامل بسوزد.
برنامه پاکسازی فضا مشغول مطالعه روی ساخت ماهواره‌های تاشویی است که هنگام ورود دوباره به مدار زمین کامل باز می‌شوند تا بسوزند.
از سوی دیگر پروژه Remove DERBIS نیز ارائه شده است. این پروژه نیز آزمایش‌هایی برای حذف زباله‌ها از مدار زمین را انجام داده است تا فضاپیمای مذکور را در خارج از مدار زمین آزمایش کند.
یافتن روش‌هايی برای خالی کردن مخازن سوخت و قطع ارتباط باتری‌ها در زمان پایان مأموریت ماهواره‌ها از خطر انفجار می‌کاهد اما قبل از اتکا به این فناوری‌ها برای ویران کردن زباله‌های فضایی باید آزمایش‌های بیشتری انجام داد.
استفاده دوباره از تجهیزات یک گزینه جذاب‌تر برای صاحبان آن‌ها به حساب می‌آید. شرکت‌های اسپیس ایکس و بلواوریجین از هم اکنون مشغول آزمایش موشک‌های چندبار مصرف هستند که نشان‌دهنده تغییری در فناوری فضایی است. اما این فناوری‌ها در بلند مدت احتمالا چندان حافظ محیط زیست نیستند زیرا با کاهش هزینه‌های پرتاب،احتمالا به افزایش تجهیزات ارسالی به فضا منجر می‌شوند.
یکی دیگر از گزینه‌ها برای استفاده دوباره از تجهیزات، به بازوی روباتیکی مربوط است که برای حذف زباله‌های فضایی پیشنهاد شده است.
با استفاده از این بازوها می‌توان به ماهواره‌ها خدمات ارائه داد یا ماهواره‌های خاموش را دوباره فعال کرد. شرکت Altius Space Machines در کلرادو مشغول کار روی یک دستگاه اتصال‌دهنده مغناطیسی به‌نام MagTag است. این ابزار به ماهواره‌ها می‌چسبد. سپس یک ابزار خدماتی به ماهواره متصل می‌شود تا اطلاعات و انرژی منتقل کند. علاوه بر آن آپدیت‌های نرم‌افزاری نیز با همین شیوه به تجهیزات فضایی انتقال می‌یابند.
این احتمالا به آن معناست که می‌توان به زودی هرگونه خرابی در فضاپیما را تعمیر کرد.
با این وجود بازیافت کامل همه زباله‌های فضایی امکان‌پذیر نیست. به‌عنوان مثال سازمان DARPA آمریکا قصد داشت با استفاده از یک سیستم روباتیک قطعه‌های قدیمی زباله‌ها را شکار کند و به یک ماهواره جدید تبدیل کند. اما این طرح رها شد و در عوض این سازمان قصد دارد یک فضاپیما برای خدمات‌دهی در مدار زمین بسازد. برخی از شرکت‌ها حتی طرح‌هایی درباره ساخت فضاپیما از زباله‌های فضایی برای انجام مأموریت‌های دیگر (مانند شهرک‌سازی در مریخ) را ارائه کرده‌اند.
اما از آن‌جا که بیشتر مکانیزم‌های شکار زباله‌های فضایی هنوز در حال توسعه است و مشکلاتی برای ساخت تجهیزات در مدار زمین وجود دارد، احتمال ساخت یک ماهواره از زباله‌های قدیمی بسیار اندک است.
فضا شلوغ می شود
تعداد اشیای ردیابی شده در مدار زمین به‌طور مداوم در حال افزایش است:
در سال ۱۹۶۲ میلادی ۵۰۰ زباله در فضا ردیابی شده بود
در سال ۱۹۷۲ میلادی ۳۵۰۰ زباله در فضا ردیابی شده بود
در سال ۱۹۸۲ میلادی شش هزار زباله در فضا ردیابی شده بود
در سال ۱۹۹۲ میلادی هشت هزار زباله در فضا ردیابی شده بود
در سال ۲۰۰۲ میلادی ۱۰ هزار زباله در فضا ردیابی شده بود
در ۲۰۱۲ میلادی ۱۵ هزارزباله در فضا ردیابی شده بود
صفحه ۲۸:
2. پاکسازی جهانی
با توجه به انبوه زباله‌های موجود در فضا که خطری مهم برای کشورهايی با صنعت اکتشافات فضایی تبدیل می‌شوند، مهندسان مشغول کار روی ارائه راه‌حل‌های جدید هستند. در این‌جا برخی از نوآورانه‌ترین راه‌حل‌ها را می‌خوانید:
قلاب فضایی
۲۰۱۷
این روش را می‌توان شبیه ماهیگیری در فضا دانست. نخست باید به یک قطعه زباله به اندازه کافی نزدیک شد و سپس قلاب را به آن انداخت و زباله مذکور را به اتمسفر زمین کشاند. هر چند این روش ساده نظر می‌رسد اما احتمال خطا در آن بسیار زیاد است. در سال ۲۰۱۷ میلادی سازمان اکتشافات فضایی ژاپن (JAXA) سیستم KITE را آزمایش کرد. این سیستم قرار بود یک قلاب الکتریکی با طول ۷۲۰ متر را به کار گیرد. همچنین انتهای این قلاب مکانیزمی برای شکار زباله تعبیه شده بود. در مرحله بعد واکنش میان قلاب الکتریکی و میدان مغناطیسی زمین نیرویی بزرگ ایجاد می کرد تا هر گونه زباله گرفتار در قلاب به اتمسفر زمین بکشاند.
اما متأسفانه این قلاب هیچ‌گاه باز نشد و پروژه KITE برای همیشه کنار گذاشته شد.
تور
۲۰۱۸
اگر با یک قلاب نتوان در فضا زباله شکار کرد، می‌توان راه‌های دیگری را آزمایش کرد. پروژه RemoveDERBIS کنسرسیومی متشکل از چند شرکت فضایی و تحقیقاتی است که اتحادیه اروپا بنیان‌گذاری كرد. هدف از این پروژه جمع‌آوری زباله‌ها در یک تور بود. در سال ۲۰۱۸ میلادی این پروژه آزمایش شد و تیم سازنده یک تور پنج در پنج متری را در فضا باز کرد تا یک ماهواره کیوب ست کوچک را شکار کند. هنگامی‌که تور دور این زباله پیچیده شد، یک دستگیره مجهز به موتور آن را به سمت خود کشید. در آینده تورهایی به فضاپیماها آویزان می‌شوند تا بتوانند زباله‌ها را جمع‌آوری کنند.
پرتاب نیزه
۲۰۱۹
سوراخ کردن یک ماهواره از مدار خارج شده کار خطرناکی است. امکان دارد تانک سوخت یا باتری آن سوراخ شود و در نتیجه با ایجاد یک انفجار زباله‌های بیشتری در فضا منتشر شود یا بخش‌های ضعیف‌تر ماهواره مانند پنل‌های خورشیدی بشکنند. اما «گوگلیلمو آجلیتی» مدیر مرکز فضایی سوری در انگلیس با اعتماد به نفس از این پروژه حمایت می‌کند. او در ماه‌های گذشته روی آزمایش‌های پرتاب نیزه روی زمین نظارت کرده است. این تست‌ها به‌طور موفقیت‌آمیز نشانگر اين ایده بودند.
تقلید از مارمولک در فضا!
۲۰۲۳ میلادی
دانشمندان آزمایشگاه JPL ناسا برای کنترل بهتر تورها و نیزه ها مشغول طراحی یک بازوی روباتیک چسبنده هستند که می‌تواند زباله‌ها را شکار کند.
این بازو با الهام از ساختارهای شبیه مو زیر پاهای مارمولک ساخته شده است. این ساختارها با کمک نیروهای الکترواستاتیک می‌چسبند و جالب آن‌که میزان چسبندگی با مرور زمان کاسته نمی‌شود. آزمایش‌هایی در سازمان فضایی اروپا نشان می‌دهد این بازوها می‌توانند اشیای مختلف را شکار و سپس آزاد کنند. اما این پروژه هنوز در فضا آزمایش نشده است.
اشعه‌هایی از ذرات
۲۰۲۸
شکار کردن زباله‌ها کار خطرناکی است و در نتیجه حذف زباله‌ها فرایند خطیرتری به نظر می‌رسد. خوشبختانه در خلأ فضا برای جذب یک شیء به نیروی زیادی نیاز نیست. اشعه‌هایی از ذرات باردار ذرات از فاصله‌ای پرتاب می‌شوند، از سرعت حرکت زباله‌ها می‌کاهند و آن‌ها را به اتمسفر زمین می‌کشانند تا بسوزند. اما متأسفانه شتاب و نیروی ایجاد شده، فضاپیمای پاکسازی را به سمت مخالف سوق می‌دهند. همین امر سبب شده دانشمندان دانشگاه توهوکو در ژاپن سیستمی ابداع کنند که اشعه‌هایی در جهت مخالف تولید کنند. این سیستم رانشگر هلیکونی (helicon thruster) نام گرفته است.
این ابزار به فضاپیمای پاکسازی کمک می‌کند تا زباله فضایی را جابه‌جا کند و همزمان در فاصله‌ای ایمن باقی بماند.
لیزرها
۲۰۳۸
با توجه به بحث و اخبار جنجالی منتشر شده درباره ایجاد ارتش فضایی در آمریکا، قراردادن لیزرها در مدار زمین ایده چندان مناسبی به نظر نمی‌رسد. اما اگر این لیزرها به‌طور ایمن و توسط دانشمندان کنترل شوند احتمالا بتوان از این طرح برای پاکسازی زباله‌ها استفاده کرد.
«ماسیمیلیانو واسیل» در دانشگاه استراتکلاید انگلیس معتقد است این ایده چندان هم بد نیست. البته برای خلاص شدن از شر زباله‌ها به لیزرهای قدرتمندتری نیاز است. اما واسیل بیم آن دارد که با این روش زباله‌های بیشتری تولید شود. او می‌گوید كه با وجود این همه اما و اگر راه‌حل‌های قابل اجرای اندکی وجود دارد.
به‌هرحال، هر چند اندک هنوز هم راه‌حل‌هایی برای نجات فضا از شر زباله‌های فضایی وجود دارد.
داستان سوراخ
حتی کوچک‌ترین زباله‌های فضایی می‌توانند خسارت‌هاي هنگفتی ایجاد کنند
۲۹هزار
شیء با قطر ۱۰۰ میلی‌متر یا بیشتر
برخورد این اشیا با ماهواره، ابزار فضایی را ویران می‌کند
۲۵۰ هزار شیء با قطر ۱۰ میلی‌متر یا عریض‌تر
برخورد این اشیا یک فضاپیما را از کار می‌اندازد
۱۶۶میلیون شیء با قطر ۱ میلی‌متر یا بزرگ‌تر
برخورد با این اشیا یک سخت‌افزار حیاتی را ویران می‌کند
