آیا تا به حال به این فکر کرده‌اید که پایان کار ماهواره هایی مانند ماهواره های استارلینک (Starlink) در آسمان چیست و چه بر سر آن‌ها می‌آید؟ ماجرای سقوط ماهواره های استارلینک این روزها بحث داغ دنیای فضا و فناوری است. وقتی فعالیت شدید و غیرعادی خورشید با تعداد زیادی از ماهواره هایی که در مدارهای نزدیک زمین می‌چرخند (مدار LEO) برخورد می‌کند، نتیجه‌اش یک درس سخت و گران است: خورشید همیشه برنده است. از سال 2019 که شرکت اسپیس ایکس (SpaceX) پروژه استارلینک را شروع کرد، بیش از 500 بار، ماهواره‌ها به طور ناگهانی و بدون برنامه قبلی به جو زمین برگشته و سوخته‌اند.
البته این آمار به این معنی نیست که پروژه اینترنت ماهواره‌ای استارلینک شکست می‌خورد یا قرار است این ماهواره‌ها مثل آهن‌پاره‌های بزرگ روی سر ما سقوط کنند. در واقعیت، ماهواره‌ها معمولاً قبل از اینکه قسمت‌های اصلی‌شان به زمین برسد، در اتمسفر می‌سوزند و از بین می‌روند. اما این اتفاق نشان می‌دهد که یک نیروی اصطکاک ناخواسته و خیلی زیاد در مدار وجود دارد. عامل اصلی این مشکل کسی نیست جز حاکم منظومه شمسی ما یعنی خورشید.
به دلیل یک چرخه خورشیدی بسیار فعال (همراه با شعله‌ها، لکه‌ها و پرتاب‌های ماده از خورشید)، لایه‌های بالایی جو زمین حسابی گرم می‌شوند. این گرما باعث انبساط جو می‌شود. با بزرگ‌تر شدن جو، نیروی اصطکاک روی فضاپیماهایی که در مدار پایین هستند، افزایش پیدا می‌کند. وقتی این نیروی کشش از حد بگذرد، ماهواره‌ها از مدار خود «سقوط» می‌کنند و مانند ماهواره های استارلینک، در جو می‌سوزند و نابود می‌شوند. این موضوع، مشکل سقوط ماهواره های استارلینک را به یک چالش بزرگ برای اسپیس ایکس تبدیل کرده است.
خورشید، خشمگین‌تر از همیشه!
در حال حاضر، خورشید در میانه چرخه خورشیدی بیست و پنجم است؛ یک دوره 11 ساله که در آن، قطب‌های مغناطیسی ستاره ما به آرامی جای خود را عوض می‌کنند. به گفته گروهی از دانشمندان، ما در حال گذر از اوج فعالیت خورشیدی هستیم، یعنی زمانی که خورشید به نقطه اوج این وارونگی مغناطیسی می‌رسد (که به آن «بیشینه خورشیدی» می‌گویند).
وقتی آن شعله‌ها یا پرتاب‌های ماده به فضا پرتاب می‌شوند، ذرات باردار به لایه‌های بالایی جو زمین هجوم می‌آورند. می‌توانید این فعالیت‌های خورشیدی را مانند فندکی ناخواسته در نظر بگیرید که لایه‌های بالایی جو را گرم و منبسط می‌کند. جالب اینجاست که دانشمندان انتظار نداشتند این چرخه خورشیدی تا این حد فعال باشد و حالا اسپیس ایکس دارد هزینه این فوران‌های خورشید را پرداخت می‌کند!
اگرچه مدارهای پایین در برابر افزایش فعالیت خورشیدی معمولاً آسیب‌پذیری کمتری دارند، اما بزرگی عملیات اسپیس ایکس این مشکل را پررنگ‌تر کرده است. اسپیس ایکس از سال 2019 تا کنون 8,873 ماهواره را پرتاب کرده و در حال حاضر 7,669 عدد از آن‌ها فعال هستند. یعنی 1,204 ماهواره دیگر کار نمی‌کنند. صدها مورد از این ماهواره های غیرفعال، چه به عمد و چه ناخواسته، از مدار خارج شده‌اند. این اتفاق در زمانی بسیار ویژه رخ می‌دهد؛ هرگز در تاریخ این تعداد ماهواره در مدار پایین در دوره‌ای با چنین فعالیت خورشیدی بالایی وجود نداشته است. این شرایط، سقوط ماهواره های استارلینک را به پدیده‌ای بی‌سابقه تبدیل کرده است.
سقوط ماهواره های استارلینک؛ هزینه اضافی برای کسب‌وکارهای فضایی
نکته مهمی که باید بدانید این است که بسیاری از ماهواره های استارلینک که از مدار خارج شده و سوخته‌اند، طبق برنامه خود اسپیس ایکس از مدار بیرون کشیده شده‌اند. با فرستادن ماهواره های جدید و قدیمی شدن سخت‌افزارهای قبلی، خارج کردن عمدی تجهیزات از رده خارج، تنها راه برای به‌روز نگه داشتن این شبکه و ارائه اینترنت پرسرعتی است که استارلینک وعده داده است. این فرآیند که «مدارزدایی» نام دارد، بخشی ضروری برای مدیریت یک شبکه ماهواره‌ای بزرگ و پایدار است.
اما فعالیت شدید خورشید یک عامل غیرقابل پیش‌بینی است که محاسبه آن سخت است، به ویژه که نمی‌توانیم لایه‌های بالایی جو را وقتی زیادی گرم می‌شود، «خنک» کنیم. یعنی علاوه بر ماهواره هایی که طبق برنامه بازنشسته می‌شوند، تعداد زیادی نیز به دلیل شرایط جوی غیرمنتظره از دست می‌روند و این همان هزینه ناخواسته کار کردن در فضاست.
اسپیس ایکس ماهواره های خود را طوری طراحی می‌کند که پس از پنج سال بازنشسته شوند. طراحی این دستگاه‌ها به گونه‌ای است که قبل از رسیدن به زمین، کاملاً در جو از بین بروند. اگرچه گاهی اوقات قطعات بسیار کوچکی ممکن است به زمین برسند، اما اکثریت قریب به اتفاق این ماهواره‌ها هرگز از لایه‌های بالایی جو پایین‌تر نمی‌آیند. بنابراین، خطر برخورد این ماهواره‌ها به زمین بسیار اندک است، اما سقوط ماهواره های استارلینک و سوختن آن‌ها در جو، همچنان یک چالش فنی و مالی برای این شرکت محسوب می‌شود.
نگاهی به آینده و نتیجه نهایی
پدیده سقوط ماهواره های استارلینک نه تنها هزینه‌ای اضافی برای اسپیس ایکس است، بلکه یک یادآوری مهم نیز به شمار می‌رود: هر چقدر هم که فناوری ما پیشرفته شود، در نهایت این خورشید و نیروی جاذبه هستند که حرف آخر را در این میدان می‌زنند. این نیروهای اصلی طبیعت، قوانین بازی را تعیین می‌کنند و شرکت‌هایی مانند اسپیس ایکس باید برنامه‌های خود را با این واقعیت‌های تغییرناپذیر هماهنگ کنند.
در پایان، در حالی که آمار صدها ماهواره از دست رفته ممکن است نگران کننده به نظر برسد، اما این بخشی از یک مدیریت چرخه‌ای و همچنین ریسک قابل قبول در برابر نیروهای غیرقابل کنترل طبیعت است. پروژه استارلینک به پیشرفت خود ادامه خواهد داد و مهندسان اسپیس ایکس بدون شک در حال ساخت نسل‌های بعدی ماهواره هایی هستند که در برابر اصطکاک جوی و فعالیت‌های خورشیدی مقاوم‌تر باشند. با این حال، تا زمانی که انسان به دنبال ایجاد زیرساخت در مدار زمین است، همیشه باید به قدرت بی‌چون و چرای خورشید احترام بگذارد.
