מדוע הירח זקוק למערכת בקרת תנועה בחלל

"שממה מפוארת."

אלו היו המילים בהן השתמש באז אלדרין כדי לתאר את הריקנות העצומה של נוף הירח לפני שעלה על פני השטח שלו בפעם הראשונה ביולי 1969. אבל מה אם הירח - או, ליתר דיוק, מסלולו - לא היה כל כך שומם אחרי הכל? מה אם זה היה דומה יותר, נניח, לתנועה הסגורה של נסיעה בלוס אנג'לס בשעות העומס? מה אם אכן?

בהתחשב בכך שסך הכל 12 אנשים הלכו על פני הירח בהיסטוריה האנושית, זה עשוי להיראות השערה גדולה מאוד. עם זאת, זה גם רעיון מטריד שחוקרים מאוניברסיטת אריזונה, אוניברסיטה ש עזר למפות את פני הירח עבור משימת אפולו 11 המפורסמת של אולדרין, נותנים כרגע הרבה מאוד מַחֲשָׁבָה.

התוכנית שלהם - עבורה קיבלה האוניברסיטה לאחרונה מימון של 7.5 מיליון דולר ממחקר חיל האוויר מנהלת רכבי החלל של המעבדה - קורא למה שהוא, בעצם, בקרת התעבורה האווירית הירחית הראשונה בעולם מערכת. הוא נועד לעקוב אחר תנועת החלל באזור הקיסלונרי שאין לו מעקב כרגע בין הפלנטה שלנו לירח, זה יעזור להימנע מפקקי תנועה בירח - ואולי אפילו התנגשויות קטלניות.

וזה מגיע מהר ממה שאתה חושב למשימת ירח בקרבתך.

כמו מגרש מכוניות זרוק בחלל

היה זה מדען נאס"א דון קסלר שב-1978 הצביע לראשונה על הסכנה הנשקפת מהצפיפות הגבוהה ביותר של עצמים המסתובבים במסלול נמוך של כדור הארץ והאופן שבו אלה יכולים לעורר תגובת שרשרת מדורגת של התנגשויות. (צפה ב תחילת הסרט 2013 כוח משיכה כדי לראות כמה זה יכול להיות הרסני.)

כיום, יש כ-23,000 חלקים של זבל חלל שנמצאים במעקב כשהם שוטים סביב כדור הארץ במהירויות של כ-17,500 מיילים לשעה. מתוכם, רק 3,500 הם מטענים פעילים, בעוד שהיתר - הכל מבולמי לוויין מתים ועד חלקי רקטות שהושלכו - הם פסולת לא פעילה, אך עדיין עלולה להיות מסוכנת.

"בואו נדמיין שמאז המצאת הרכב, אתה לוקח את המכונית מהמפעל ומכניס בה דלק, ואז [נוסעים בה עד שיגמר הדלק], מפיל אותה ומרים מכונית חדשה." וישנו רדי, פרופסור חבר במעבדת הירח והפלנטר של אוניברסיטת אריזונה, אמר ל-Digital Trends. "זה מה שעשינו בחלל. בכל פעם שנגמר הדלק בחללית - וייתכן שזו חללית שעובדת בצורה מושלמת - אתה מפיל אותה ומשגר מטען חדש. [עם הזמן] דברים מצטברים."

הבעיה, לדבריו, היא של הנראות: גם מילולית וגם פיגורטיבית. "החלל הוא סוג של בעיה בלתי פתירה", הסביר רדי. "זה לא כמו קטסטרופה סביבתית, נכון? אתה יודע, יש דליפת נפט, אתה רואה את השקנאים מכוסים בשמן, שמעורר תגובה קרביים. אתה מראה נקודה בשמיים לכל אחד ולרוב האנשים לא אכפת. זה כמו, למה שיהיה לי אכפת - עד שהפלאפון יפסיק לעבוד או שה-GPS יפסיק לעבוד או שהכדורגל יפסיק לשחק בטלוויזיה. זה הזמן שבו אנשים מגיבים".

פסולת מזהמת מסלול ירח

בעוד שזבל חלל המקיף את כדור הארץ יש קיבל מעט תשומת לב, בעיית הזבל בחלל הירח נחשפה במידה רבה. זה בגלל שלפחות בינתיים זו לא בעיה.

לפי הודאתו של רדי עצמו, ערוץ מסלול הירח עדיין ברור יחסית. בהשוואה לאלפי עצמים מקוטלגים המקיפים את כדור הארץ, ישנם רק כמה עשרות מטענים המקיפים את הירח. מבין הקומץ הקטן של לוויינים במסלול ירח, היחידים הבולטים (אולי היחידים לגמרי) כוללים את ה-Lunar Reconnaissance Orbiter של נאס"א, שתי חלליות ארטמיס (P1 ו-P2), ו-Chang'e של סין 5-T1. זה עומס גדול פחות ממה שהוא מקביל לזהות מכונית אחרת במהלך נסיעה של מספר שעות בוויומינג הכפרית.

אבל זה שזה היום וויומינג לא אומר שזה לא הכביש המהיר של לוס אנג'לס מחר. או, כדי למנוע הגזמה, לפחות קצת יותר עמוס ממה שהוא כרגע.

"עשינו את החקירה הראשונית של הירח בשנות ה-60", אמר רדי. "אז הייתה תקופה שקטה באמצע, במשך 50 השנים האחרונות בערך. אבל עכשיו יש עניין מחודש בחקר הירח. במהלך שמונה השנים הבאות, אנו צופים שעד 50 מטענים יגיעו לירח. אנחנו רוצים להימנע מסוג המצב שיש לנו על כדור הארץ [המתרחש] סביב הירח, גם במסלול ירח."

זה גם עלול להוכיח משבש ללוויינים ועלול להיות מסוכן למשימות טיסות לחלל - הן בצוות והן ללא צוות.

הרעיון של נקיטת גישה פרואקטיבית לבקרת תעבורה אווירית אינו חדש, כמובן. זה בדיוק מה שקרה עם בקרת תעבורה אווירית מסורתית יבשתית. הניסיונות הרציניים הראשונים לפתח כללים לניטור ובקרה על התעבורה האווירית נוצרו בשנת 1922, מספר שנים לאחר תחילת האמנה הבינלאומית האווירית של 1919. האדם הראשון שיכול להתייחס רשמית לעצמו כבקר תנועה מקצועי, ארצ'י ליגת מסנט לואיס, מיזורי, החל לעבוד ב-1929. למרות שהטיסות החלו להמריא (משחק מילים מכוון למחצה) באותה תקופה, היא הייתה בחיתוליה בהשוואה למה שהיא תהפוך. עם 173,000 נוסעים טיסה בארה"ב בשנת 1929, לעומת 926 מיליון נוסעים שהועברו בשנת 2019, השמיים לא היו ממש צפופים. אף על פי כן, נקבע כי נדרש פתרון - גם אם הוא עשוי להתבסס על צמיחה צפויה.

"אני בא מעולם המעקב אחר אסטרואידים"

כפי שנאמר, הצעד הראשון בפתרון כל בעיה הוא להכיר בכך שיש בעיה מלכתחילה. אולם כאשר מדובר בפתרון בעיה במורכבות כזו, ההודאה בבעיה היא רחוקה מהמשוכה הגדולה ביותר. למרבה המזל, לפחות בתחילה, אמר רדי שהרבה מהטכנולוגיות הנוכחיות המשמשות למעקב אחר עצמים מכדור הארץ ניתנות להענקת מעקב אחר מסלולי ירח.

רדי ותלמידיו במעבדת הירח והכוכבים משתמשים בחיישנים ייעודיים במתקן המחקר הביוספירה 2 של האוניברסיטה על מנת לאפיין אובייקטים cislunar. חבילת ציוד זו כוללת טלסקופים מרובים המוקדשים למודעות לתחום החלל, כולל אחד שנבנה על ידי קבוצה של בוגרי תואר ראשון בהנדסה מאוניברסיטת אריזונה.

"אפשר לעשות הרבה מזה עם [הטלסקופים האופטיים הקרקעיים] שכבר יש לנו לביצוע דברים גיאוסטציוניים", אמר רדי. "רק שהם חלשים יותר, אז אתה צריך לחשוף את התמונה במשך זמן רב ולצלם תמונה עמוקה יותר."

הרקע שלו, הוא ציין, הוא "בעיקר עושה הגנה פלנטרית". "אני מגיע מעולם המעקב אחר אסטרואידים, אז א הרבה מהכלים שאנו מיישמים לבעיה הספציפית הזו מסתמכים על כלים וטכנולוגיות הגנה פלנטריות", הוא הסביר. "קהילת האסטרואידים עוקבת אחרי עצמים קטנים באמת, הרחק מכדור הארץ, במשך עשרות שנים. אנחנו ממנפים הרבה מהתוכנות והטכניקות [לפרויקט זה]."

אני רוצה להיות דוגמנית ירח

המטרה הסופית של הפרויקט הזה - והוא כבר רחוק יותר ממה שאתה יכול לחשוב - היא לבנות מודל שמראה במדויק כל עצם שמקיף את הירח. לאחר מכן, הוא ידגיש צירופים אפשריים (מונח החלל המפואר לקריסות) בין האובייקטים הללו לבין מטענים פעילים. רדי אמר שהכלי ישמש לשנה זו השקה של Artemis 1, הופעת הבכורה של כלי השיגור העל-כבדים של נאס"א, במטרה לשלוח חללית אוריון ללא צוות במסלול לאחור של הירח.

החוקרים גם יגישו את המודל שלהם לחברות חלל פרטיות. "אם יצרן בא אלינו ואומר, 'היי, אנחנו עושים את המשימה הזו לירח, אתה יכול בבקשה לבדוק אם יש צירופים?' כן, בטח", אמר רדי. "זה שירות שאנחנו נספק. אנחנו רוצים להימנע מיצירת פסולת. זה יותר עבודה בשבילנו לעקוב אחר הרבה דברים. לא שאנחנו עצלנים, אבל אם נוכל להימנע מכך ולשמור על נקיון [מסלול הירח], זה עדיף לכולנו".

שאלה טובה היא כמה כוח אכיפה תהיה למערכת בקרת תנועה בחלל כמו זו. נניח, לצורך הטענה, שלווין סיני מהווה איום קיומי אפשרי על שיגור חלל אמריקאי - או, כאשר המרחב האווירי הזה הופך מאוכלס יותר, שתי ספינות מסתכנות הִתנַגְשׁוּת. מי זוכה להיות זה שטוען זכות מעבר במשחק תרנגולת מחוץ לכדור הארץ? שאלה קשה. "אני לא חושב שיש לנו יכולת אכיפה כלשהי", אמר רדי. "זה יותר תרגיל אקדמי [כרגע]."

אתגר עתידי נוסף, שטרם נפרק, יכול להיות שיגור משימות חלל ממשיות לפריסה נכסי מסלול נוספים שיכולים לעזור לנטר אזורים שאינם נראים מכדור הארץ, כגון עצמים מוסתרים מאחור הירח. (מי יודע: זה אפילו יכול לשמש נסיון ליוזמות דומות על כוכבי לכת אחרים כמו מאדים, אשר ידרוש הנחת תשתית חדשה לחלוטין בשל הקושי לנטר אותן כדור הארץ. "אני חושב שאנחנו כבר מתכננים לעשות משהו בנוגע לניהול תנועת החלל סביב מאדים", אמר.)

עם זאת, לעת עתה, הצוות ישמח אם הוכחה לקונספט זו תוכיח את ערכה ככלי לתמיכה באינטרסים המתמשכים שלנו בחלל - ותחיה מחדש את הקסם מהירח.

"המטרה שלנו היא להבשיל את זה ולהדגים שמשהו כזה יכול להישמר ויכול להיות שימושי", אמר רדי. "ואז נעביר את זה לאנשים שיש להם את האחריות האמיתית לשמור על זה".

המלצות עורכים

• חפץ בגודל מכונית שנשטף על החוף יכול להיות זבל חלל
• צפו במערך הסולארי החדש של נאס"א מתפרש על תחנת החלל
• נאס"א מבצעת בדיקות קריטיות לטיל הירח ארטמיס V
• Blue Origin של ג'ף בזוס מקבל סוף סוף חוזה ירח נחשק
• משימת ניקוי זבל בחלל מבטיחה נסיעה לחלל