كارثة على الطريق

اعتدنا أن نفكر في الأرض والسماء ليلاً بصفتهما عالمَين مختلفين تماماً. في حين أن الأرض خصبة وخضراء وتمتلئ بالحياة، فإن الفضاء الخارجي بعيد ومعتم ومنعزل. حالياً نحن نعلم أن هذا ببساطة ليس صحيحاً.

بدلاً من اعتباره فضاءً خارجياً، علينا أن نفكر فيه على أنه فضاء قريب. وكما نُقل عن عالم الفلك البريطاني فريد هويل Fred Hoyle (1915-2001) قوله في طبعة العام 1979 من صحيفة The Observer: ”الفضاء ليس بعيداً على الإطلاق. إنه على بُعد ساعة واحدة فقط بالسيارة إذا كان في وسع سيارتك أن تتجه نحو الأعلى في خط مستقيم“.

أدى استخدامنا للأقمار الاصطناعية للاتصالات والملاحة والمراقبة إلى ربط الأرض والفضاء معاً كما لم يحدث من قبل. وليس من المبالغة القول إن المجتمع كما نعرفه لا يمكن أن يعمل من دون شبكات الأقمار الاصطناعية التي تحيط بالكوكب.

ما يقرب من نصف دول العالم البالغ عددها 195 دولة تمتلك حالياً قمراً اصطناعياً واحداً على الأقل. ونتيجة لذلك، فإن ما يحدث في الفضاء يؤثر حتماً فيما يحدث على الأرض، والعكس صحيح. لقد صار الفضاء امتداداً لبيئة الأرض، وحدوداً جديدةً التأثيرُ البشري محسوس فيها.

لذلك من الضروري أن نفهم حدود هذه البيئة الجديدة ومواردها لضمان استدامة أنشطتنا الحالية، حتى تتمكن الأجيال المقبلة من الاستمرار في الاستفادة من الفرص الفريدة التي يوفرها الفضاء.

تغيير في النهج
تقول جوان ويلر Joanne Wheeler، الشريكة الإدارية في شركة المحاماة ألدين ليغل Alden Legal، ومقرها لندن، والمتخصصة في قانون الأقمار الاصطناعية والفضاء والاتصالات: ”أعتقد أننا وصلنا إلى منعطف حيث نحتاج إلى مراجعة ما كنا نفعله في الفضاء والنظر فيما هو مطلوب للمستقبل“.

لدى ويلر خبرة في قانون الفضاء والقانون البيئي الدولي، وحظي الحطام الفضائي باهتمامها منذ نحو 25 عاماً، وكانت في السابق المحامية الرئيسة لوكالة الفضاء الأوروبية (إيسا) للقضايا المتعلقة بالحطام الفضائي. 

الحل الذي قدمته هو مبادرة استدامة الأرض والفضاء Earth & Space Sustainability Initiative، (اختصاراً: المبادرة ESSI) وهي منظمة تمولها وكالة الفضاء البريطانية لوضع مجموعة مناسبة من المبادئ لتحديد الاستخدام المسؤول للفضاء، لمصلحة الجميع.

ولكن على الرغم من وضع الخطوط العريضة للمواضيع العامة لمبادئ المبادرة (انظر: مبادئ مبادرة استدامة الأرض والفضاء من أجل الاستدامة صفحة 67)، فإن الصياغة الدقيقة لها لم تُوضع بعد. تقول ويلر: ”إننا نتبع نهجاً شاملاً وعملياً واندماجياً ومتعدد التخصصات واستباقياً“. بمعنى آخر، ستتشاور المبادرة ESSI مع مختلف القطاعات الصناعية والجامعات والحكومات والمنظمات الأخرى حول العالم المهتمة بالفضاء لفهم تطلعاتها، والعمل معها لصياغة المبادئ.

ولبدء العملية اضطلعت ويلر وفريقها بصياغة مذكرة تحدد الخطوط العريضة التي ستركز عليها المبادئ. وعلى مدى ثلاثة أسابيع في يونيو 2023، أرسلت الوثيقة على نطاق واسع إلى الأوساط الأكاديمية وأوساط الصناعة والأعمال للتعليق عليها، وأعيدت صياغتها عدة مرات لتعكس الردود. وعندما وُزعت المسودة النهائية، وقَّعت على الوثيقة أكثر من 120 منظمة وشركة فضائية، بما في ذلك معظم مشغلي الأقمار الاصطناعية الرئيسين حول العالم.

تقول ويلر: ”لقد كان الأمر رائعاً، يا لها من طريقة ممتازة لبدء المشاركة الواسعة التي نريدها في صياغة مبادئ استدامة الفضاء ESSI. هذا يوضح مدى أهمية هذه القضية بالنسبة إلى جميع الفاعلين في مجال الفضاء حاليا“.

تصميم مستدام
في حين أن المبادئ ستغطي دورة حياة القمر الاصطناعي بكاملها، بدءاً من التصميم والتصنيع وحتى زواله في نهاية المطاف، فإن منع تراكم الحطام الفضائي هو موضوع يجري العمل عليه بنحو مستمر.

“وُضع 15,760 قمراً اصطناعياً في المدار منذ بدء عصر الفضاء وحتى يونيو 2023”

وفقاً للوكالة إيسا، وُضع 15,760 قمراً اصطناعياً في المدار منذ بدء عصر الفضاء في العام 1957، وحتى يونيو 2023. ومن بين هذه الأقمار، ما زال 10,550 قمراً اصطناعياً في الفضاء و8,200 قيد التشغيل.

المدار الأرضي المنخفض (LEO) الذي يمتد من أعلى الغلاف الجوي للأرض إلى ارتفاع 2,000 كيلومتر (نحو 1250 ميلاً)، هو المنطقة الأكثر ازدحاماً. يوجد في هذه المنطقة ما يقرب من 8,600 قمر اصطناعي، وما زالت جميعها تعمل.

هناك 13,000 قطعة من الحطام المعروفة في المدار LEO أيضاً. يمكن أن يكون هذا الحطام أي شيء بدءاً من أجزاء الصواريخ التي تضع المركبات الفضائية في المدار وحتى أغطية الكاميرات المهملة. فهي لا تعيق طريق الأقمار الاصطناعية الأخرى التي قد نرغب في إطلاقها فحسب، بل هي معرضة للاصطدام بالأقمار الاصطناعية العاملة التي تتقاسم معها الفضاء.

تكون الاصطدامات في الفضاء مدمرة عادةً بسبب السرعة الكبيرة للأجسام المرتطمة. تتحرك الأقمار الاصطناعية بسرعة تبدأ من نحو 8 كيلومترات في الثانية (نحو 18,000 ميل في الساعة). وبهذه السرعات، يمكن حتى لبرغي (مسمار) صغير أن يعادل قنبلة يدوية، مما يخلق سُحباً من الحطام تحتوي على عشرات الآلاف من الشظايا، كل منها قادرة على تحطيم قمر اصطناعي آخر.

ومن غير المستغرَب أن تعمل المملكة المتحدة وغيرها جاهدة لتجنُّب مثل هذه السيناريوهات. يقول راي فيلدينغ Ray Fielding، مسؤول قسم استدامة الفضاء في وكالة الفضاء البريطانية UK Space Agency: ”نحن نستثمر بكثافة في كل من وكالة الفضاء الأوروبية وعدد من المبادرات الوطنية التي تتراوح بين تطوير التكنولوجيا لتنفيذ عمليات في المدار وتصميم الدراسات التي تمثل الخطوات الأولى نحو مهمة وطنية لالتقاط وإزالة قطعتين من الخردة الفضائية المسجلة على أنها بريطانية“. 

المبادرة ESSI هي مجرد واحدة من تلك المبادرات. ولكن هناك برامج أخرى مخصصة من أجل ”الإزالة النشطة للحطام“ Active Debris Removal، وتتضمن استخدام مركبات فضائية مصممة خصيصاً لالتقاط الأقمار الاصطناعية المتوقفة عن العمل وإعادتها إلى الغلاف الجوي للأرض، حيث يمكن أن تحترق.

تنتمي إحدى مبادرات ”الإزالة النشطة للحطام“ هذه إلى شركة أستروسكيْل Astroscale، وهي شركة يابانية تفتخر حالياً بتخصيص غرفة نظيفة Clean room لتجميع الأقمار الاصطناعية في هارويل Harwell، بأوكسفوردشير. في مارس 2021 أطلقت أستروسكيْل خدمة ELSA-d، وتعني عرض خدمة نهاية الحياة من أستروسكيْل. تألفت هذه المهمة من زوج من المركبات الفضائية، هما عبارة عن مطاردة وهدف، وأظهرت الطريقة التي يمكن بها لقمر اصطناعي أن يلتقط قمراً آخر باستخدام ذراع مغناطيسية.

يقول نيك شيْف Nick Shave، المدير الإداري لمكتب أستروسكيْل في المملكة المتحدة، إن حل هذه المشكلة ضروري لتأمين المستقبل. يقول: ”إن اعتمادنا القوي على الفضاء سيستمر. وفي سعينا للخروج إلى المجموعة الشمسية، إلى القمر أولاً ثم إلى المريخ، نحتاج إلى إدارة تلك البيئة على نحو أفضل بكثير“.

كليرسبيْس ClearSpace هي شركة أخرى متخصصة في إزالة الحطام الفضائي. أسست في سويسرا ولكنها تعمل حالياً على بناء منشأة في لندن، وستطلق مهمة كلِيرسبْيس-1 ClearSpace-1 مع الوكالة إيسا وأريانسبيْس Arianespace في العام 2026. ستكون هذه أول مهمة فعلية لمبادرة ”الإزالة النشطة للحطام“ في العالم، وستضطلع بإزالة قطعة من منصة إطلاق أريان السابقة.

يقول روري هولمز Rory Holmes، من شركة كلِيرسبيْس: ”إن الفوز بهذا العقد أعطانا دفعة كبيرة كشركة إلى ما نحن عليه حالياً. وصار مقرُّنا في المملكة المتحدة حالياً أكبر مركز هندسي لنا خارج سويسرا“.

يتميز تصميم كليرسبيْس بأذرع روبوتية طويلة تلتف حول قمر اصطناعي لا يعمل، وتمسك به في أثناء إصلاحه أو إعادة تزويده بالوقود أو إزالته من المدار.

تتنافس الشركتان حالياً للفوز بعقد وكالة الفضاء البريطانية للإزالة الفعلية لقطعتين أخريين من الحطام الفضائي.

مزيد من الأقمار الاصطناعية، مزيد من المشكلات
ازدادت الحاجة الملحة إلى تنظيف الفضاء مع ظهور ما يسمى بمجموعات الأقمار الاصطناعية الضخمة. هناك أساطيل مقترحة مكونة من آلاف أو حتى عشرات الآلاف من الأقمار الاصطناعية المصممة لتوفير الإنترنت عالي السرعة من المدار إلى كل مكان على هذا الكوكب.

يُعَد مشروع سبيْس إكس ستارلينك SpaceX-Starlink الذي يموله إيلون ماسك Elon Musk المثالَ الأكثر شهرة. اعتباراً من يونيو 2023، صارت ستارلينك تملك أكبر عدد من الأقمار الاصطناعية في المدار بعد أن تجاوزت 4,000.

وهذا العدد يزداد باطراد. وهناك شركات أخرى، مثل وَنويب OneWeb، بصدد إطلاق أعمالها، وتخطط أمازون لفعل الشيء نفسه مع مشروعها كويبر Kuiper. إذا سار كل شيء وفقاً لخطط كل هذه الشركات والمؤسسات، فسيزيد عدد الأقمار الاصطناعية التي ستُطلق إلى المدار في السنوات العشر المقبلة عما أطلق منذ بدء عصر الفضاء حتى الوقت الحالي.

”من الواضح أن مثل هذه الزيادة الهائلة في عدد الأقمار الاصطناعية والحطام أو الخردة المتصلة بها أمر غير مستدام“

ومن الواضح أن مثل هذه الزيادة الهائلة في عدد الأقمار الاصطناعية والحطام أو الخردة المتصلة بها أمر غير مستدام. لا تتعين علينا إزالة الحطام من المدار فحسب، بل ينبغي علينا أيضاً تصميم أقمار اصطناعية مستقبلية بحيث لا تنتج كثيراً من الخردة في المقام الأول. يتمثل أحد الخيارات في تصميمها بحيث يمكن تزويدها بالوقود و/أو صيانتها لإطالة مدة تشغيلها.

يقول هولمز: ”هل يمكنك أن تتخيل أي صناعة أخرى تنتج مثل هذه البنية التحتية الباهظة الثمن التي استثمرتَ فيها كل هذا الوقت والمال، ولكن ليست لديك طريقة لصيانتها ولا طريقة لتزويدها بالوقود؟ إذا توقفت عن العمل تتخلى عنها؛ وعندما تصل إلى نهاية حياتها تتركها. هذا ينبغي أن يتغير. يمكن أن نحصل على قيمة كبيرة إذا أتقنا خدمة الأقمار الاصطناعية“.

في نهاية الأمر، بالطبع، يصب وجود مدارات آمنة حول الأرض تعمل فيها أقمارها الاصطناعية في مصلحة كل شركة فضاء على المدى الطويل. لكن شيْف مدرك لما يشغل بال الشركات على المدى القصير: ”العمل التجاري يعتمد على الدوام على توليد الإيرادات، وفي نهاية المطاف تحقيق الأرباح للمساهمين“.

وهو يفكر في اتخاذ قرار إما بدفع ملايين الجنيهات الإسترلينية لإرسال مهمة تنظيف، وإما استخدام هذا المال لشراء محطة أرضية للشركة. من وجهة نظر الربحية على المدى القصير، ستفوز المحطة الأرضية دائماً، فما الذي سيدفع ذاك القرار نحو خيار الاستدامة؟

يقول شيْف: ”حُسن النية متوافر. لكنني أعتقد أن التنظيم التشريعي هو العامل الحقيقي الذي سيحرك هذه السوق“. وبعبارات واضحة: يجب إجبار الشركات على تنظيف الفوضى التي أحدثتها. ولكن، إذا كان هذا الخيار يمثل العصا، فربما تكون ويلر قد توصلت إلى ما هو أقرب إلى الجزَرة.

تقول عن بذرة الفكرة التي نمت لتصبح المبادرة ESSI: ”قبل أربع سنوات، بدأت أفكر في أفضل السبل للتحفيز على اتباع سلوك ’حسن‘ وما السلوك الحسن في الواقع؟ كنت حريصةً على ربط ذلك بالتأمين والتمويل ومتطلبات الترخيص لأنني لم أرَ قضايا استدامة الفضاء مرتبطة بهذه الطريقة“.

ما أثر في تفكيرها هو أنها لاحظت زيادة ارتباط التمويل والتأمين على الأرض بالتزام الشركات بالاستدامة، فلماذا لا يحدث ذلك في الفضاء أيضاً؟ سنرى مع الوقت إن كان هذا النهج ناجحاً، ولكن المفاوضات بدأت بالفعل حول كيف يمكن تحويل مبادئ استدامة الفضاء الخاصة بالمبادرة ESSI إلى معايير صناعية معترف بها دولياً، حتى يمكن تقييم الشركات بناء عليها.

في هذه الأثناء، فإننا نقف عند منعطف تاريخي فاصل: فنحن لم يسبق لنا قط أن امتلكنا الوسائل أو الدافع لإطلاق هذا العدد الكبير من الأقمار الاصطناعية واستخدامها في مثل هذه المجموعة المتنوعة من السبل بما يحقق الفائدة لحياتنا على الأرض. وفي حين أن الفوائد الثقافية والعلمية والهندسية والاقتصادية لاستخدام الفضاء لا جدال فيها، فالأجدر بنا موازنتها مع التكلفة البيئية الحتمية، ومن ثم التكلفة البشرية.

---

ستيوارت عالم فلك وصحافي علمي ومؤلف. وهو أيضاً زميل الجمعية الفلكية الملكية.
عُين ستيوارت أخيراً مديراً لمبادرة استدامة الأرض والفضاء Earth & Space Sustainability Initiative وهو مسؤول الاتصال في المشروع