اولین ماهوارهای که به صورت هدایتشده به زمین بازمیگردد
آژانس فضایی اروپا (ESA) ماهواره ازکارافتاده آئولوس (Aeolus) را به سمت زمین هدایت خواهد کرد که اولین عملیات در نوع خود برای هدایت یک ماهواره بلااستفاده به سمت زمین به شمار میرود. روند بازگرداندن ماهواره مذکور از امروز آغاز شده است و طبق برنامهریزیهای انجامشده، آئولوس عصر روز جمعه وارد جو زمین میشود.
معمولا ماهوارههای بلااستفاده به صورت تصادفی و بدون کنترل وارد جو زمین میشوند و خطر سقوط قطعههای آنها بر روی سطح زمین وجود دارد، اما ماهواره آئولوس برای اولین بار با استفاده از یک موتور کوچک، به نقطهای از جو زمین هدایت میشود که احتمال سقوط قطعههای آن بر مناطق مسکونی یا پرجمعیت نزدیک به صفر باشد.
این ماهواره اولین فضاپیمایی بود که بادهای سیاره زمین را از فضا اندازهگیری میکرد و از سال ۲۰۱۸ به دور زمین میچرخد. آئولوس بیشتر از عمر عملیاتی برنامهریزیشده خود یعنی یک سال طول کشید، اما در نهایت پس از اتمام سوخت آن به طور تقریبا کامل در اوایل ژوئیه۲۰۲۳ متوقف شد. اگر کنجکاوید بدانید ماهواره ها چگونه دور زمین میچرخند کلیک کنید.
از آن زمان، این فضاپیما با سرعت فزایندهای به سمت زمین در حال سقوط بوده است. روز دوشنبه، ماهواره آئولوس به ارتفاع ۲۸۰ کیلومتری از سطح زمین رسید که به دانشمندان آژانس فضایی اروپا اجازه داد تا با استفاده از اندک سوخت باقیمانده، ماموریت بازگرداندن آئولوس به صورت ایمن به زمین را آغاز کنند.
به گفته ایزابل روخو اسکود-کوفینر (Isabel Rojo Escude-Cofiner)، مدیر عملیات فضاپیمای ESA، پس از رسیدن فضاپیما به ارتفاع ۲۸۰ کیلومتر مانوری برای رساندن آن به ارتفاع ۲۵۰ کیلومتر و قرارگیری ماهواره در مداری بیضوی انجام میشود. او میگوید: «اگر همه چیز طبق برنامه پیش برود، سه روز بعد مجموعه دیگری از مانورها انجام میشود که قرار است ارتفاع آن را از ۲۵۰ کیلومتر به ۱۵۰ کیلومتر کاهش دهند.»
همه این مانورها جهت آمادهسازی فضاپیما برای آخرین روز عملیات در روز جمعه هستند؛ زمانی که دانشمندان آژانس فضایی اروپا دستورهای نهایی آئولوس را صادر خواهند کرد. سپس این فضاپیما مانورهایی برای کاهش ارتفاع خود به حدود ۱۰۰ کیلومتری از زمین انجام میدهد. پنج ساعت بعد، آئولوس وارد جو زمین میشود و در مسیری بر فراز اقیانوس اطلس قرار میگیرد و آژانس فضایی اروپا آن را در هنگام سقوط توسط رادار ردیابی میکند.
مانورهایی که برای پایین آوردن این فضاپیما در نظر گرفته شده است، ماهیت پسرونده (Retrograde) خواهند داشت که یعنی رانشگرهای آئولوس در جهت مخالف مدار آن به دور زمین شعلهور خواهند شد.
سقوط زبالههای فضایی
از آن جا که آئولوس در یک منطقه خلوت به دور زمین میچرخد، انتظار میرود خطر برخورد آن با فضاپیماهای دیگر در طول مانورها کم باشد. با این حال، اگر چنین برخوردی تهدیدآمیز به نظر برسد، برنامههایی برای منحرف کردن فرآیند کاهش ارتفاع آئولوس در نظر گرفته شده است.
اگر عملیات در هر نقطهای با شکست مواجه شود، آئولوس مجددا به طور طبیعی و بدون هدایت وارد جو میشود. حتی اگر ماموریت بازگشت آئولوس کاملا موفقیتآمیز باشد، فرود ایمن ماهواره به زمین بیانگر این نیست که به صورت یکپارچه به زمین بازمیگردد.
به گفته دانشمندان آژانس فضایی اروپا انتظار میرود با سقوط ماهواره در جو، حدود ۸۰ درصد از آن از بین برود. ۲۰ درصد باقیمانده در اقیانوس اطلس خواهد افتاد و به سرعت غرق میشود. این امر نشان میدهد هیچ برنامهای برای بازیابی هیچ قطعهای از آئولوس وجود ندارد.
هولگر کراگ (Holger Krag)، رئیس دفتر زبالههای فضایی ESA، معتقد است این ماموریت برای فضاپیماهایی که وارد جو میشوند نمونهای از یک فرود طبیعی است. بنابراین این روش ورود مجدد برای آئولوس یا هیچ یک از قطعات آن ایمن نیست. واژه ایمن از ان جا برای این ماموریت به کار میرود که به دانشمندان کمک میکند تا زمینه را برای بازگشت ماموریتهای فضایی آینده به زمین با خطر کم برای جوامع یا اموال آنها فراهم میکند.
کراگ میگوید: «امروزه ما ۱۰ هزار فضاپیما در فضا داریم که ۲ هزار مورد از آنها کاربردی نیستند. از نظر جرم، در مورد ۱۱ هزار تن صحبت میکنیم. حدود ۱۰۰ تن زباله فضایی ساختهشده توسط انسان هر ساله وارد جو زمین میشود و اجرام بزرگ حدود یک بار در هفته به سمت سیاره ما سقوط میکنند.»
تاکنون هیچ حادثه قابل توجهی از سوی زبالههای فضایی رخ نداده است که باعث صدمات یا خسارت مالی شود، اما استفاده روزافزون از مدار زمین نشان میدهد ممکن است روزی این اتفاق بیفتد و آژانس فضایی اروپا چنین تهدیدی را بسیار جدی تلقی میکند.
ماهواره آئولوس
ماهواره آئولوس در ۱شهریور۱۳۹۷ توسط ماهوارهبر وگا (Vega) به فضا پرتاب شد و قادر بود دادهها را از هر نقطه از سیاره حتی در مناطق دورافتاده که فاقد ایستگاههای آبوهوایی زمینی هستند بازیابی کند. این ماهواره یک تلسکوپ بزرگ به اندازه ۱/۵ متر، در کنار یک گیرنده بسیار حساس و یک رادار لیزری مجهز به سامانه داپلر (Doppler radar) موسوم به آلادین (Aladin) را حمل میکرد.
رادار لیزری داپلر پرتوها و پالسهای کوتاه و قدرتمند نور لیزر را به سوی زمین در طیف فرابنفش انتقال میداد. ذرههای موجود در هوا، رطوبت، گردوغبار و گازها و قسمت کوچکی از انرژی نور را بازتاب میدهد که توسط گیرنده ماهواره شناسایی میشد. تاخیر بین پالس ارسالی و سیگنال دریافتی نشانگر جهت باد، سرعت و فاصله مسیری که باد پیموده است را نشان میداد. در هر مدار، دادهها به ایستگاه زمینی در نروژ انتقال داده میشد.
آئولوس میتوانست پدیدههای جوی را از سطح زمین تا ۳۰ کیلومتری استراتوسفر بررسی کند. این ماهواره ۱۲۶۰ کیلوگرمی در مدار ۳۲۰ کیلومتری زمین قرار گرفته بود.