يعد القمر الصناعي Solar Orbiter طريقة رائعة لدراسة الشمس ، ولكن هناك العديد من المخاطر والتكاليف المرتبطة بإطلاق النفايات الخطرة على الشمس.لعشرات الآلاف من السنين ، ليس للناس أي تأثير عمليًا على كوكبنا والبيئة. فقط بضعة ملايين من الناس ، الموزعين في جميع أنحاء العالم ، حتى مع مراعاة الحرائق والحروب والقمامة ، يمكنهم تسميم جزء صغير من العالم لفترة قصيرة من الزمن. ولكن مع زيادة عدد الأشخاص وقدراتنا التقنية ، نمت أيضًا قدرتنا على إلحاق الضرر وتدمير المحيط الحيوي. لدينا الآن أكثر من 7 مليارات ، وإدارة البيئة اليوم أكثر صعوبة من أي وقت مضى - وهي بنفس القدر من الأهمية. وبما أننا ذهبنا إلى الفضاء ، فلا يجب أن نرسل أكثر الملوثات خطورة وطويلة الأمد - النفايات النووية ، والنفايات الخطرة ، والبلاستيك غير القابل للتدمير ، وما إلى ذلك. - في الشمس؟ هذا ما يطلبه قارئنا:
لقد جادلت مع الناس لسنوات ، بحجة أن إرسال النفايات المشعة أو الحطام الفضائي إلى الشمس سيكون مكلفًا للغاية ومستحيلًا. وفقًا لفهمي غير المهني للميكانيكا المدارية ، يبدو لي أنه سيتعين علينا أولاً تسريع المخلفات بحيث تترك مدار الأرض ، ثم تبطئه بحيث "تسقط على الشمس". أعلم أن هذا ممكن لأننا أرسلنا مجسات إلى الزهرة ، لكن لا يمكنني تصورها. هل يمكنك المساعدة؟
أولاً ، بالطبع ، هذا ممكن جسديًا. ولكن ما إذا كان بإمكاننا القيام بذلك وما إذا كان ينبغي علينا القيام به سؤالان مختلفان. لنبدأ بما هو ضروري لتنفيذ مثل هذه المؤسسة.
تم وضع صاروخ سويوز في 24 مارس 2009 في قاعدة بايكونور الفضائيةنحن لا نسقط من الأرض ولا نطير إلى الفضاء لأن جاذبية الأرض تجذبنا إلى مركز الأرض على مسافة بعيدة من المركز الذي نحن فيه على السطح. هناك كمية معينة من الطاقة تبقينا على مقود عالمنا (طاقة الجاذبية الكامنة) ، وبالنسبة لموقفنا معك ، يمكننا حساب سرعتين رئيسيتين مهمتين. سرعة مدار دائري مستقر لمسافة بعيدة عن مركز الأرض ، حيث يمكننا التحرك حول الكوكب دون لمس السطح ، وسرعة الهروب ، والتي ستسمح لنا بالهروب من جاذبية الأرض والذهاب إلى الفضاء بين الكواكب. في حالة الأرض ، سنحتاج إلى التحرك بسرعة 7.9 كم / ثانية لدخول المدار ، وبسرعة 11.2 كم / ثانية للخروج من جاذبية الجاذبية. بحيث يكون لديك ما تقارنه ، فإن سرعة دوران كوكبنا عند خط الاستواء هي فقط 0.47 كم / ثانية ، حتى لا نكون في المدار.
لذلك ، من أجل إطلاق صاروخ في مدار الأرض ، نحتاج إلى الاستثمار فيه بقدر ما يتطلبه من الطاقة للإسراع بهذه السرعة ، وهذا كثير جدًا. ولكن لا يزال البشر يفعلون ذلك منذ الخمسينيات ، وعندما تدخل المدار ، ستجد شيئًا مدهشًا ، بشكل عام ، كان معروفًا مسبقًا: أنت جزء من نظام يتحرك في مدار حول الشمس بسرعة هائلة . تتحرك الأرض حول الشمس بسرعة حوالي 30 كم / ثانية ، لذا فإن كل شيء تضعه في المدار سوف يتحرك أيضًا حول الشمس بنفس السرعة تقريبًا. إذا كنت بحاجة إلى إطلاق شيء ما في الشمس ، فأنت بحاجة إلى فقدان سرعة 30 كم / ثانية بطريقة أو بأخرى. من ناحية أخرى ، نحن على بعد 150 مليون كيلومتر من الشمس. إذا أردنا الخروج تمامًا من النظام الشمسي ، فسنحتاج إلى التقاط سرعة إضافية تبلغ 12 كم / ثانية فقط (وفي النهاية تصل إلى سرعة 42 كم / ثانية)!
نظرًا لأن الأمر يتطلب الكثير من الطاقة ورفع القوة للخروج إلى الفضاء ، فإننا نحاول تمكين الكون من القيام بأكبر قدر ممكن من العمل بالنسبة لنا. وهذا يعني أنه من الضروري استخدام
مناورات الجاذبية - لاستخدام خصائص الجاذبية للكوكب - للوصول إلى كواكب النظام الشمسي ، ملقى داخل وخارج مدار الأرض. مع تحرك كل كوكب حول الشمس ، يشارك جسمان مهمان في تجربتنا ، وستكون سفينة الفضاء الثالثة. يمكن أن تقوم المركبة الفضائية بمناورة الجاذبية بطريقتين:
1. يمكنك توجيه السفينة بحيث تتجاوز الكوكب ، ثم تطير أمامها ، وبفضل تأثير المقلاع ، تكون خلفها مرة أخرى.
2. يمكنك توجيه السفينة بحيث تمر أمام الكوكب في مدارها ، ثم تطير خلفها ، وبفضل تأثير المقلاع ، تواجهها مرة أخرى.
في الحالة الأولى ، يسحب الكوكب السفينة ، وتسحب السفينة الكوكب بحيث يتسارع الكوكب قليلاً فيما يتعلق بالشمس ، ويضعف اتصال الجاذبية معها ، وتفقد السفينة الكثير من السرعة (بسبب حقيقة أن كتلتها أقل بكثير) ، ويعزز اتصال الجاذبية مع الشمس ، والانتقال إلى مدار مع طاقة منخفضة. في الحالة الثانية ، يعمل كل شيء في الاتجاه المعاكس: يفقد الكوكب السرعة ، ويرتبط بقوة أكبر بالشمس ، وتزداد سرعة السفينة بشكل ملحوظ وتذهب إلى مدار عالي الطاقة.
في السيناريو الأول ، نزور الجزء الداخلي من النظام الشمسي: الزهرة ، والزئبق ، وحتى الشمس نفسها ، وفي الثانية ، نصل إلى الكواكب الخارجية. هكذا وصلت نيو هورايزونز إلى بلوتو ، وغادرت تحقيقات فوييجر النظام الشمسي تمامًا!
لذا من الممكن من الناحية الفنية إرسال القمامة إلى الشمس. لكن هذه الفكرة لها عيوب كثيرة:
• احتمال بداية فاشلة.
• تكلفة عالية للغاية.
• سيكون إخراجها من النظام الشمسي أسهل من توجيهها نحو الشمس.
تمتلك مركبة الإطلاق Soyuz تاريخ الإطلاق الأكثر نجاحًا في العالم ؛ 97٪ من 1000 عملية إطلاق كانت ناجحة. ولكن حتى مؤشر 2-3 ٪ يمكن أن يكون كارثيًا إذا تحدثنا عن تحميل الصاروخ بالنفايات الخطرة التي تريد إزالتها من الكوكب. تخيل أنها موزعة في المحيط ، في الجو ، على أراض مأهولة بالسكان ، في الأحياء التجارية أو الصناعية أو السكنية. هذا لن ينتهي بأي شيء جيد للبشرية.
فصل صاروخ Soyuz-2.1a في 19 أبريل 2013 مع المركبة الفضائية Bion-M رقم 1الحمولة القصوى للاتحاد 7 طن. لنفترض أننا نريد التخلص من جميع النفايات النووية. يتم تخزين حوالي 60،000 طن من النفايات الخطرة في الولايات المتحدة ، ويعمل ربع جميع المحطات النووية في العالم في البلاد. هذا ما يقرب من 34000 صاروخ مملوء بالصواريخ ، على الرغم من أن إطلاق صاروخ غير مكلف يكلف 100 مليون دولار. سيتم توزيع النفايات بشكل عشوائي فوق الأرض وإطلاقها في البيئة.
2014 انفجار صاروخ أنتاريس بدون طيارربما عندما يكون لدينا مصعد موثوق به ويعمل في مكان العمل ، فإن هذا الخيار يستحق التفكير فيه. ولكن حتى ذلك الحين ، من المؤكد أن التكلفة والثقة التي ستحدث في يوم من الأيام كارثة تعني أن إطلاق النفايات في الشمس من الأفضل تركها للخيال العلمي. ونحن بحاجة إلى ابتكار طريقتنا الخاصة للتعامل مع نفاياتنا.