ایران با زباله‌های فضایی خود چه می‌کند؟

روزانه ۵۸ هزار تن زباله در کشور ما تولید می‌شود. آمار اداره کل محیط زیست استان تهران این اعداد را پیش روی ما می‌گذارد: تولید روزانه ۴۳۵۰ تن پلاستیک، ۱۰۰ لیتر شیرابه از هر تن زباله خانگی، ۴۸ هزار تن زباله در شهرها و ۱۰ هزار تن در روستاها. این ارقام تولید زباله‌های ما روی زمین است. اما در تولید زباله‌های فراتر از جو زمین چه سهمی داریم؟ بررسی‌های «زومیت» نشان می‌دهد با اینکه تبلیغات دولتی درباره‌ی ساخت و پرتاب ماهواره کم نیست، سهم ما در تولید پسماند فضایی ناچیز است.

ماهواره‌های بازنشسته، کاوشگرهای خاموش، پنل‌های خورشیدی تکه‌تکه‌شده؛ از ضایعات فضایی بزرگ -به‌اندازه یک ایستگاه فضایی- تا خرده‌های کوچک رنگ و ذرات رادیواکتیو؛ تصویر سیاره آبی از دور با این زباله‌ها مخدوش شده است.

از وقتی که «اسپوتنیک-1» اولین فضاپیمای روسی به مدار زمین پرتاب شد، بشر دست‌ساخته‌های بسیاری به فضا فرستاده که اکنون بیش از نیمی از آن‌ها همان جا ماندگار شده‌ است.

مدار زمین از میلیون‌ها شیء خاموش و بی‌فایده پر شده است. آن‌ها خطرناک‌اند چون با سرعتی عجیب -به‌اندازه هزاران کیلومتر در ساعت- حرکت می‌کنند و کوچک‌ترینشان می‌تواند یک ماهواره ‌یعملیاتی را از کار بیندازد، ارتباط با زمین را مختل کند و خسارت بالایی به‌بار بیاورد. ضایعات حاصل از این برخوردها سال‌ها در مدار زمین باقی می‌مانند و تجهیزات فضایی را تهدید می‌کنند. آبان امسال ایستگاه فضایی بین‌المللی برای چندمین بار مکان خود را تغییر داد تا از برخورد با یک زباله فضایی فرار کند.

البته اجسامی که در مدارهای زیر ۶۰۰ کیلومتر قرار دارند، ظرف چند سال به سوی زمین سقوط می‌کنند و بیشترشان در برخورد با جو می‌سوزند و از بین می‌روند. آن‌هایی که سالم می‌مانند هم اغلب در اقیانوس‌ها و مناطق خالی از جمعیت به‌طور کنترل‌شده سقوط می‌کنند.

از سال ۱۳۸۴، ۱۵ مورد پرتاب ماهواره در ایران خبری شده که فقط پنج ماهواره از میان آن‌ها به مدار رسیده‌ است. این یعنی باقی از بین رفته، به ضایعات تبدیل شده، یا جایی در زمین سقوط کرده‌اند. در نرم‌افزارها و وبسایت‌های ردیابی‌، وضعیت این چهار ماهواره را می‌توان رصد کرد.

• یکی‌شان «نور-۲» است، دومین ماهواره نظامی ایران. ماهواره‌ای سنجشی و شناسایی که اسفند ۱۴۰۰ به مدار ۵۰۰ کیلومتری زمین پرتاب شد و پیش‌بینی شد که عمری یک ساله دارد.
• دیگری «خیام»، ماهواره ۶۰۰ کیلوگرمی سنجش از دور است. خیام را مرداد 1401 با موشک روسی سایوز از پایگاه فضایی بایکونور قزاقستان به مدار نزدیک فرستادند و آخرین تصاویرش از وضعیت زمین‌خواری و آسیب سیل به زمین رسیده است. طول عمر این ماهواره پنج سال است.
• بعدی «نور-3» نام دارد، ماهواره سنجشی و شناسایی دیگری که ۳۲ کیلوگرم وزن دارد و مهر 1402 پرتاب شد و به مدار ۴۵۰ کیلومتری زمین رسید.
• و آخرین آن‌ها «سینا-۱»؛ اولین ماهواره محصول مشترک ایران و روسیه با کاربری مخابراتی و تصویربرداری و محصول . سینا با وزن ۱۷۰ کیلوگرم، در آبان 1384 از پایگاه فضایی «پلستسک» روسیه به فضا پرتاب شد.

• ماهواره «ثریا» هم در آخرین روز دی‌ماه ۱۴۰۲ با ماهواره‌بر قائم۱۰۰ به فضا پرتاب شد و به مدار ۷۵۰ کیلومتری رسید. با این اتفاق بالاترین رکورد ارتفاع مداری برای اولین بار برای ماهواره‌های ساخت ایران ثبت شد. ثریا هنوز در سامانه‌های عمومی ردیابی ماهواره‌ها قابل پیگیری نیست.

باقی ماهواره‌ها اما سرنوشت دیگری پیدا کردند، ماهواره‌هایی سبک‌وزن که یا عمر کوتاهی داشتند و سقوط کردند، یا هیچ‌وقت از مرز آسمان رد نشدند و به مدار نرسیدند.

• ماهواره تحقیقاتی «امید»، نخستین ماهواره ساخت ایران و از نوع سبک بود. ۱۵ اسفند ۱۳۸۷ به فضا رفت و ۵ اردیبهشت ۸۸ در اقیانوس آرام سقوط کرد.
• «رصد-۱» ماهواره تصویربرداری مجهز به صفحات خورشیدی و دوربینی با دقت ۱۵۰ متر، ۲۵ خرداد ۱۳۹۰ پرتاب شد و سه هفته بعد در ۱۵ تیر به جو برگشت و به عمر خود پایان داد.
• «نوید» دو ماه در مدار عمر کرد. این ماهواره ۵۰ کیلوگرمی ۱۳ بهمن ۱۳۹۰ به مدار رفت و دیگر خبری درباره آن منتشر نشد.
• پرتاب ماهواره ۵۰ کیلویی «تدبیر» قرار بود آبان ۹۲ انجام شود اما تا سال ۹۵ همچنان روی زمین ماند و درنهایت خبری از آن نیامد.
• «فجر» اولین ماهواره با مأموریت انتقال مداری کشور بود که گفته می‌شد با قابلیت تغییر به مدار ۴۵۰ کیلومتر دایره‌ای می‌تواند عمری طولانی داشته باشد. این ماهواره ۵۰ کیلویی، ۲۳ روز پس از پرتاب، در روز ششم اسفند ۹۳ به نقطه نامعلومی در زمین سقوط کرد (البته مدیر پروژه ماهواره فجر در گفت‌وگو با خبرگزاری فارس، از پنج نسل ماهواره فجر نام برده که نسخه‌های ۱، ۲ و ۳ آن در سال ۱۳۹۱ و نسخه فجر۵ در سال ۹۳ پرتاب شده است).
• ماهواره «طلوع-۱» در مرداد ۹۶ با ماهواره‌بر سیمرغ پرتاب شد اما در مدار قرار نگرفت.
• «پیام» هم از سری میکروماهواره‌های توسعه فناوری فضایی بود که ۱۰۰ کیلوگرم وزن داشت و پرتابش در ۲۵ دی ۱۳۹۷ موفق نبود و به سرعت لازم برای قرار گرفتن در مدار نرسید.
• ماهواره «دوستی» هم در زمستان ۹۷ پرتاب شد اما اخبار شکست این پرتاب را تکذیب کردند و توضیحی درباره سرنوشت دوستی ندادند.
• «ظفر-۱» در مرحله سوم پرتاب خود در ۲۰ بهمن ۱۳۹۸ با ماهواره‌بر سیمرغ، به‌دلیل نرسیدن به سرعت لازم در اقیانوس هند سقوط کرد.
• ماهواره «نور-۱» که با کاربرد دفاعی معرفی می‌شد، در سوم اردیبهشت ۹۹ از کویر مرکزی توسط سپاه پاسداران پرتاب شد و در مدار ۴۲۵ کیلومتری زمین قرار گرفت اما اکنون باید عمر مداری آن به پایان رسیده باشد.

آیا ماهواره سینا-۱ که حالا بیست سال از عمرش گذشته و هنوز در مدار قرار دارد زباله فضایی محسوب می‌شود؟ شاید بهتر باشد قبل از پاسخ به این سؤال، مختصری درباره نقاط مداری صحبت کنیم.

مدار زمین‌آهنگ یا ژئوسنکرون که در ارتفاع حدود ۳۶ هزار کیلومتری زمین قرار دارد، مناسب‌ترین محل‌ برای ماهواره‌های مخابراتی و تلویزیونی و نظارت بر آب‌وهوا است. کشورهای بسیاری به دنبال تزریق ماهواره‌های خود به این موقعیت مداری هستند.

۳۵ درصد کل ماهواره‌های عملیاتی در این مدار محبوب قرار دارند و تعداد اشیای موجود در ژئو نزدیک به ۵۵۰ مورد است. اتحادیه بین‌المللی مخابرات (ITU) متولی واگذاری نقاط این مدار به کشورها است و هر کشوری به فراخور توان فناوری و سیاسی خود نقاط مداری را به نام خود ثبت می‌کند تا ماهواره‌های خود را در آن قرار دهد.

مدارهای دیگری هم در زمین برای قرارگیری ماهواره‌ها به‌کار گرفته می‌شوند:

• لئو؛ نزدیک‌ترین مدار به سطح زمین که ۵۵ درصد ماهواره‌ها در آن قرار دارند. در مدار لئو که مدارپایین هم نامیده می‌شود ۸ هزار و ۳۳۹ شیء قرار دارد.
• مدار مئو، بالای لئو و زیر ژئو قرار دارد و فضای مناسبی برای سیستم‌های ماهواره‌ای است. در حال حاضر ۲۰۸ شی در این نقطه قرار گرفته است.
• و در آخر مدار هئو که از مدارهای عملیاتی فاصله دارد و مدار گورستان نام دارد.

با این حساب آیا ماهواره‌های خاموش که فضایی را اشغال کرده‌اند باید جریمه بدهند؟

عطا مرادی، کارشناس هوافضا به «زومیت» پاسخ می‌دهد: «فضا مال همه است. اگر کسی بخواهد ماهواره‌ای در مدار قرار بدهد، لازم نیست پولی پرداخت کند. اما اگر باعث اختلال بشود، ممکن است از او شکایت کنند. ماهواره سینا در حال حاضر زباله‌ی فضایی محسوب می‌شود چون قطعاً کاربری ندارد. واقعیت این است که کشورهای دیگر هم همین‌طور هستند؛ آمریکا چندین‌ هزار ماهواره دارد و یک‌سری ماهواره‌هایش از رده خارج شده‌اند. درحال‌حاضر کسی نمی‌تواند بگوید چرا ماهواره خاموش شما در فضا است، اما در آینده شاید حقوق فضا ممنوعیتی در این‌ مورد اعمال کند.»

همانطور که هر ماشینی روزی فرسوده می‌شود، ماهواره‌ها هم از کار می‌افتند. وقتی ماهواره‌ها می‌میرند، دو انتخاب وجود دارد که به مدار قرارگیری آن‌ها بستگی دارد. برای ماهواره‌های نزدیک‌تر، مهندسان از آخرین ذرات سوخت استفاده می‌کنند تا سرعت ماهواره به حدی کم شود که از مدار خارج شود و در جو بسوزد. انتخاب دوم این است که ماهواره‌ها به نقطه‌ای دورتر از زمین فرستاده شود. مطالعه‌ی اخیر آژانس فضای اروپا نشان می‌دهد، سالانه حدود 200 تا 300 ماهواره دوباره وارد جو زمین می‌شوند.

ماهواره‌های ایران در مسیری به فضا پرتاب می‌شوند که در صورت سقوط بیشتر به سمت آب‌های آزاد هدایت می‌شوند و به اقیانوس هند می‌‌افتند. ماهواره ظفر یکی از آن‌ها محسوب می‌شود. پرتاب‌های فضایی کشور هند هم که یکی از کشورهای فعال در صنعت فضایی در منطقه است در همین منطقه سقوط می‌کند.

محمدحسین جهان‌پناه، روزنامه‌نگار حوزه علم به «زومیت» می‌گوید: «پیکره‌ی آبی اقیانوس آرام و هند پهنه‌ی وسیعی از سیاره زمین را پوشانده است. ماهواره‌ها نیز طوری کنترل می‌شوند که در نهایت به نقطه‌ای خالی از جمعیت برسند و چه جایی بهتر از اقیانوس.»

اپراتورهای فضاپیما می‌توانند برای مقصد نهایی ماهواره‌های قدیمی خود برنامه‌ریزی کنند تا مطمئن شوند که در یک منطقه دور افتاده سقوط می‌کند. در اقیانوس آرام مکانی وجود دارد که گورستان فضاپیماها است؛ جایی که دورترین نقطه از هر تمدن انسانی است و «نقطه‌ی نمو» نام دارد. وقتی مأموریت‌های فضایی به پایان می‌رسد، ماهواره های قدیمی، قطعات موشک و ایستگاه‌های فضایی به این نقطه متروک در اقیانوس آرام فرستاده می‌شوند تا برای همیشه در بستر تاریک دریا بمانند. قرار است ایستگاه فضایی بین‌المللی هم در سال ۲۰۳۰، در همین گوشه‌ی مرموز به زندگی خود پایان دهد.

مطالعه‌ای در سال ۲۰۱۹ با عنوان «از فضا تا اعماق اقیانوس: گورستان فضاپیماها و حفاظت از محیط زیست دریایی در مناطق فراتر از حوزه اختیارات ملی» نشان می‌دهد که بیش از ۲۶۳ قطعه زباله فضایی از سال ۱۹۷۱ در این منطقه غرق شده است، از جمله اسکای‌لب که اولین ایستگاه فضایی ناسا بود و ایستگاه فضایی میر روسیه.

ماهواره‌های خارج از رده، دیگر سوختی ندارند و قابل کنترل نیستند و وقتی با هم برخورد می‌کنند، تکه‌هایشان با سرعت بالا در مدار پخش می‌شود و می‌تواند کار ماهواره‌های دیگر را مختل کند. در سال‌های گذشته استارتاپ‌هایی راه افتاده که هدفشان جمع‌آوری زباله‌های فضایی است اما هنوز در مرحله آزمایش‌اند.

با این همه امکان دیگری در مدار زمین برای مصنوعات خاموش وجود دارد: مدار گورستان. مدار هئو یا مدار گورستان (Graveyard orbit) که در این گزارش درباره‌اش گفتیم، جایی است که ماهواره‌های از مدار خارج‌شده به آنجا منتقل می‌شوند. این مدار ۲۲ هزار و ۴۰۰ مایل بالاتر از زمین است و تقریباً ۲۰۰ مایل دورتر از دورترین ماهواره‌های فعال.

به سؤال اول برمی‌گردیم: ما از زباله‌های فضایی چه سهمی داریم؟ شمارش پرتاب‌های موفق و ناموفق ما نشان می‌دهد که این سهم بسیار کوچک و ناچیز است.

از آنجا که تعداد ماهواره‌‌های ما به تعداد انگشتان دست هم نمی‌رسد، سهممان در تولید زباله‌های فضایی هیچ است. در مرحله‌ی کنونی نگرانی‌ای برای این مسئله وجود ندارد. ولی اگر قرار باشد موقعیت‌های مداری را تثبیت کنیم و سالی ۱۰ پرتاب داشته باشیم و به مدار بفرستیم، می‌توانیم در این‌ مورد نگران باشیم. هرچند راه حل‌های تکنیکی برای حل معضل زباله‌های فضایی وجود دارد. مثلاً می‌توان ماهواره‌ را به جو رساند تا همان جا بسوزد. ماهواره‌های کوچک هم می‌سوزند و مشکل‌ساز نیستند، فقط باید به مدارهای پایین هدایت شوند.

- عطا مرادی، کارشناس هوافضا

جهان‌پناه هم همین را می‌گوید: «از آنجا که حضور ما در فضا پررنگ نیست، سهم قابل توجهی در تولید زباله فضایی نداریم. ما در این صنعت به‌شدت نوپا هستیم و بیشتر زباله‌های فضایی‌مان زمینی می‌شوند، چون خیلی زود سقوط می‌کنند.»

پنج سال پیش علی صادقی نائینی، سرپرست وقت معاونت توسعه کاربرد و خدمات فضایی سازمان فضایی ایران گفته بود که رصدخانه‌ای با سرمایه‌گذاری مشترک اپسكو در كشورمان راه‌اندازی شده و ایران، پرو، پاکستان و چین با تشکیل شبكه‌ای، زباله‌های فضایی را رصد می‌كنند. به گفته‌ی او این شبکه رصدی «به‌صورت منظم زباله‌های فضایی و ماهواره ها را مورد رصد قرار داده و پارامترمداری حركت این ماهواره را پیش‌بینی و برآورد می‌كند» و «داده‌های به‌دست‌آمده در اختیار همه كشورها قرار می‌گیرد». با همه‌ی این‌ها پیگیری‌های زومیت از سازمان فضایی ایران درباره سرنوشت این رصدخانه و آمارهای به‌دست‌آمده از رصدهای آن بی‌نتیجه است.