تم نشر هذه المقالة أصلا في المحادثة. ساهم المنشور بالمقال في موقع Space.com أصوات الخبراء: افتتاحية ورؤى.
التوسع السريع في الذكاء الاصطناعي وأدت الخدمات السحابية إلى زيادة الطلب على قوة الحوسبة. وقد أدت هذه الزيادة إلى إجهاد البنية التحتية للبيانات، الأمر الذي يتطلب الكثير من الكهرباء لتشغيلها. مركز بيانات واحد متوسط الحجم هنا أرض يمكن أن تستهلك ما يكفي من الكهرباء لتشغيل حوالي 16500 منزل، مع مرافق أكبر باستخدام بقدر مدينة صغيرة.
وفي الفضاء، تكون أشعة الشمس ــ التي تستطيع الألواح الشمسية تحويلها إلى كهرباء ــ وفيرة وموثوقة. في 4 نوفمبر 2025، كشفت جوجل عن مشروع Suncatcher، اقتراح جريء لإطلاق كوكبة مكونة من 81 قمرًا صناعيًا مدار أرضي منخفض. وتخطط لاستخدام الكوكبة لحصد ضوء الشمس لتشغيل الجيل القادم من مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي في الفضاء. لذلك، بدلًا من إرسال الطاقة إلى الأرض، ستقوم الكوكبة بإرسال البيانات إلى الأرض.
على سبيل المثال، إذا سألت برنامج الدردشة الآلية عن كيفية خبز الخبز المخمر، بدلاً من إطلاق النار عليه مركز البيانات في فرجينيا لصياغة رد، سيتم إرسال استفسارك إلى الكوكبة في الفضاء، وتتم معالجته بواسطة شرائح تعمل بالطاقة الشمسية فقط، ثم يتم إرسال الوصفة مرة أخرى إلى جهازك. القيام بذلك يعني ترك حرارة كبيرة متولدة خلف فراغ الفضاء البارد.
باعتباري رائد أعمال في مجال التكنولوجيا، فإنني أشيد بخطة جوجل الطموحة. لكن كعالم فضاءأتوقع أن الشركة ستضطر قريبًا إلى التعامل مع مشكلة متنامية: الحطام الفضائي.
رياضيات الكوارث
الحطام الفضائي – جمع الأجسام البائدة التي صنعها الإنسان في مدار الأرض – يؤثر بالفعل على وكالات الفضاء والشركات ورواد الفضاء. ويشمل هذا الحطام قطعًا كبيرة، مثل منصات الصواريخ المستهلكة و الأقمار الصناعية الميتة, بالإضافة إلى بقع صغيرة من الطلاء وشظايا أخرى من الأقمار الصناعية المتوقفة.
ينتقل الحطام الفضائي بسرعات تفوق سرعة الصوت حوالي 17500 ميل في الساعة (28000 كم/ساعة) في مدار أرضي منخفض. بهذه السرعة، فإن الاصطدام بقطعة من الحطام بحجم حبة التوت سيشعرك وكأنك اصطدمت بسندان ساقط.
تفكك الأقمار الصناعية و اختبارات مكافحة الأقمار الصناعية لقد خلقت كمية مثيرة للقلق من الحطام، وهي أزمة تفاقمت الآن بسبب التوسع السريع للأبراج التجارية مثل Starlink التابع لشركة SpaceX. شبكة ستارلينك لديها أكثر من 7500 قمر صناعي، والتي توفر إنترنت عالمي عالي السرعة.
تقوم قوة الفضاء الأمريكية بتتبع أكثر من 40.000 جسم أكبر من الكرة اللينة باستخدامها الرادار الأرضي والتلسكوبات البصرية. ومع ذلك، هذا العدد يمثل أقل من 1% من الأجسام القاتلة الموجودة في المدار. الأغلبية صغيرة جدًا بحيث لا يمكن لهذه التلسكوبات التعرف عليها وتتبعها بشكل موثوق.
وفي نوفمبر 2025، كان ثلاثة رواد فضاء صينيين على متن محطة تيانجونج الفضائية اضطروا إلى تأخير عودتهم إلى الأرض لأن كبسولتهم قد اصطدمت بقطعة من الحطام الفضائي. مرة أخرى في عام 2018، حادثة مماثلة على متن محطة الفضاء الدولية، شكلت تحديًا للعلاقات بين الولايات المتحدة وروسيا، حيث تكهنت وسائل الإعلام الروسية بأن أحد رواد الفضاء التابعين لوكالة ناسا ربما يكون قد قام بتخريب المحطة عمدًا.
إن الغلاف المداري الذي يستهدفه مشروع جوجل – وهو مدار متزامن مع الشمس على ارتفاع حوالي 400 ميل (650 كيلومترًا) فوق الأرض – هو موقع رئيسي للطاقة الشمسية دون انقطاع. في هذا المدار، ستكون المصفوفات الشمسية للمركبة الفضائية دائمًا تحت أشعة الشمس المباشرة، حيث يمكنها توليد الكهرباء لتشغيل حمولة الذكاء الاصطناعي الموجودة على متن الطائرة. ولكن لهذا السبب، فإن المدار المتزامن مع الشمس هو أيضًا الطريق السريع الأكثر ازدحامًا في المدار الأرضي المنخفضوالأجسام الموجودة في هذا المدار هي الأكثر احتمالية للاصطدام بالأقمار الصناعية الأخرى أو الحطام.
مع وصول أجسام جديدة وتفكك الأجسام الموجودة، يمكن أن يقترب المدار الأرضي المنخفض متلازمة كيسلر. في هذه النظرية، بمجرد أن يتجاوز عدد الأجسام الموجودة في المدار الأرضي المنخفض عتبة حرجة، فإن الاصطدامات بين الأجسام تولد سلسلة من الحطام الجديد. في نهاية المطاف، قد تؤدي سلسلة الاصطدامات هذه إلى جعل مدارات معينة غير صالحة للاستخدام تمامًا.
الآثار المترتبة على مشروع Suncatcher
يقترح مشروع Suncatcher مجموعة من الأقمار الصناعية تحمل ألواحًا شمسية كبيرة. سوف يطيرون في دائرة نصف قطرها كيلومتر واحد فقط، مع تباعد كل عقدة عن بعضها البعض بأقل من 200 متر. ولوضع ذلك في نصابه الصحيح، تخيل مضمار سباق بحجم مضمار سباق دايتونا الدولي تقريبًا، حيث تتسابق 81 سيارة بسرعة 17500 ميل في الساعة – في حين تفصل بينها فجوات حول المسافة التي تحتاجها للفرملة بأمان على الطريق السريع.
يعد هذا التكوين فائق الكثافة ضروريًا للأقمار الصناعية لنقل البيانات إلى بعضها البعض. تقوم الكوكبة بتقسيم أعباء عمل الذكاء الاصطناعي المعقدة عبر جميع وحداتها البالغ عددها 81 وحدة، مما يمكنها من “التفكير” ومعالجة البيانات في وقت واحد كعقل واحد ضخم وموزع. جوجل هو شراكة مع شركة الفضاء لإطلاق قمرين صناعيين نموذجيين بحلول أوائل عام 2027 للتحقق من صحة الأجهزة.
لكن في فراغ الفضاء، يعتبر الطيران في التشكيل معركة مستمرة ضد الفيزياء. في حين أن الغلاف الجوي في المدار الأرضي المنخفض رقيق بشكل لا يصدق، إلا أنه ليس فارغًا. إنشاء جزيئات الهواء المتفرقة السحب المداري على الأقمار الصناعية – تدفع هذه القوة المركبة الفضائية، مما يؤدي إلى إبطائها وإجبارها على الهبوط في الارتفاع. تواجه الأقمار الصناعية ذات المساحات الكبيرة مشكلات أكبر فيما يتعلق بالسحب، حيث يمكن أن تعمل مثل الشراع الذي يلتقط الريح.
ومما يزيد من هذا التعقيد وجود تيارات من الجسيمات والمجالات المغناطيسية القادمة من الشمس. المعروف بالطقس الفضائي – يمكن أن يتسبب في تقلب كثافة جزيئات الهواء في المدار الأرضي المنخفض بطرق لا يمكن التنبؤ بها. تؤثر هذه التقلبات بشكل مباشر على السحب المداري.
عندما تكون المسافة بين الأقمار الصناعية أقل من 200 متر، يتبخر هامش الخطأ. لا يمكن لاصطدام واحد أن يدمر قمرًا صناعيًا واحدًا فحسب، بل يرسله إلى جيرانه، مما يؤدي إلى إطلاق سلسلة يمكن أن تمحو المجموعة بأكملها وتنتشر عشوائيًا ملايين القطع الجديدة من الحطام إلى مدار هو بالفعل حقل ألغام.
أهمية التجنب النشط
ولمنع الاصطدامات والشلالات، يمكن لشركات الأقمار الصناعية أن تتبنى أ لا تترك أي أثر المعيار، وهو ما يعني تصميم أقمار صناعية لا تتشظي، أو تطلق حطامًا، أو تعرض جيرانها للخطر، ويمكن إزالتها بأمان من المدار. بالنسبة لكوكبة كثيفة ومعقدة مثل Suncatcher، قد يتطلب تلبية هذا المعيار تجهيز الأقمار الصناعية بـ “ردود الفعل” التي تكتشف بشكل مستقل والرقص في حقل الحطام. لا يتضمن التصميم الحالي لـ Suncatcher إمكانات التجنب النشطة هذه.
في الأشهر الستة الأولى من عام 2025 فقط، كان أداء كوكبة Starlink التابعة لشركة SpaceX مذهلاً 144,404 مناورة لتجنب الاصطدام لتفادي الحطام والمركبات الفضائية الأخرى. وبالمثل، من المحتمل أن يواجه Suncatcher حطامًا أكبر من حبة الرمل كل خمس ثواني.
تقتصر البنية التحتية لتتبع الأجسام اليوم بشكل عام على الحطام الأكبر من الكرة اللينة، والذي يغادر الملايين من قطع الحطام الصغيرة غير مرئية بشكل فعال لمشغلي الأقمار الصناعية. سوف تحتاج الكوكبات المستقبلية إلى نظام كشف على متنها يمكنه القيام بذلك بشكل فعال اكتشاف هذه التهديدات الصغيرة ومناورة القمر الصناعي بشكل مستقل في الوقت الحقيقي.
إن تجهيز Suncatcher بقدرات تجنب الاصطدام النشطة سيكون بمثابة إنجاز هندسي. وبسبب التباعد الضيق، ستحتاج الكوكبة إلى الاستجابة ككيان واحد. ستحتاج الأقمار الصناعية إلى تغيير موضعها بشكل متناسق، على غرار ما حدث قطيع متزامن من الطيور. سيحتاج كل قمر صناعي إلى الاستجابة لأدنى تحول من جاره.
شاهد
دفع الإيجار للمدار
ومع ذلك، فإن الحلول التكنولوجية لا يمكن أن تذهب إلا إلى هذا الحد. في سبتمبر 2022، أنشأت لجنة الاتصالات الفيدرالية قاعدة تتطلب من مشغلي الأقمار الصناعية إزالة مركباتهم الفضائية من المدار خلال خمس سنوات من انتهاء المهمة. يتضمن هذا عادةً مناورة محكومة للخروج من المدار. يجب على المشغلين الآن حجز ما يكفي من الوقود لتشغيل أجهزة الدفع في نهاية المهمة لخفض ارتفاع القمر الصناعي، حتى يسيطر السحب الجوي وتحترق المركبة الفضائية في الغلاف الجوي.
ومع ذلك، فإن القاعدة لا تتناول الحطام الموجود بالفعل في الفضاء، ولا أي حطام مستقبلي ناتج عن حوادث أو حوادث. ولمعالجة هذه القضايا، اقترح بعض صناع السياسات أ ضريبة الاستخدام لإزالة الحطام الفضائي.
من شأن ضريبة الاستخدام أو رسوم الاستخدام المداري أن تفرض على مشغلي الأقمار الصناعية ضريبة على أساس الضغط المداري الذي تفرضه كوكبتهم، مثلما هو الحال مع المركبات الأكبر أو الأثقل التي تدفع رسومًا أكبر لاستخدام الطرق العامة. سيتم تمويل هذه الأموال مهمات إزالة الحطام النشطة، والتي تلتقط وتزيل أخطر قطع النفايات.
إن تجنب الاصطدامات هو حل تقني مؤقت، وليس حلاً طويل الأمد لمشكلة الحطام الفضائي. وبينما تتطلع بعض الشركات إلى الفضاء باعتباره موطنًا جديدًا لمراكز البيانات، بينما تواصل شركات أخرى إرسال مجموعات من الأقمار الصناعية إلى المدار، فإن السياسات الجديدة وبرامج إزالة الحطام النشطة يمكن أن تساعد إبقاء المدار الأرضي المنخفض مفتوحًا للأعمال.
التعليقات