ماذا يحدث بالفعل للمركبة الفضائية خلال لحظاتها النارية الأخيرة؟ هذا هو السؤال الرئيسي لمهمة حاوية تقييم إعادة الدخول المدمرة (Draco) التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية (ESA).

أعطت وكالة الفضاء الأوروبية الضوء الأخضر للبرنامج الذي سينشئ عملية إعادة دخول معقدة للغاية لمركبة فضائية مصممة خصيصًا للغوص فيها الغلاف الجوي للأرض أثناء تحميلها مع مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار.

كما المركبة الفضائية دراكو وعندما يسقط في هواء أكثر كثافة أثناء دخوله الغلاف الجوي، فإنه سيجمع بيانات حول كيفية تفاعل المواد وإدخال الملوثات إلى طبقة الستراتوسفير العليا. وبعبارة أخرى، إنها طعنة جوية للعلم.

وكالة الفضاء الأوروبية تدعم بقوة نهج طموح “صفر حطام”.، وهو مشروع يهدف إلى منع المزيد من الحطام الفضائي من خلال محاولة تقليل مخاطر إنتاج المركبات الفضائية للحطام الناتج عن الاصطدامات.

وكجزء من ذلك، يدرس علماء وكالة الفضاء الأوروبية ما يحدث عندما تحترق الأقمار الصناعية. وقال هولجر كراج، رئيس قسم سلامة الفضاء في وكالة الفضاء الأوروبية، إن علم إعادة الدخول هو عنصر أساسي فيما يسمى بجهود “التصميم من أجل الزوال”.

وقال كراج في وكالة الفضاء الأوروبية: “نحن بحاجة إلى اكتساب المزيد من المعرفة حول ما يحدث عندما تحترق الأقمار الصناعية في الغلاف الجوي وكذلك التحقق من صحة نماذج إعادة الدخول لدينا”. إفادة ركزت على مبادرة دراكو.

وقال كراج: “لهذا السبب ستساعد البيانات الفريدة التي جمعتها دراكو في توجيه تطوير تقنيات جديدة لبناء المزيد من الأقمار الصناعية القابلة للتفكيك بحلول عام 2030”.

ستقوم مجسات دراكو بقياس درجات الحرارة، وقياس الضغط على الأجزاء المختلفة من القمر الصناعي نفسه، وتسجيل الضغط المحيط. سيتم توجيه أربع كاميرات إضافية نحو المركبة الفضائية لمشاهدة الدمار وجمع المعلومات السياقية.

ومن المتوقع أن يصل وزن القمر الصناعي دراكو، المخطط له في عام 2027، إلى ما بين 330 إلى 440 رطلاً (150-200 كيلوغرام). بحجم الغسالة تقريبًا، كان دراكو يعمد إلى دفع نفسه فوق منطقة غير مأهولة بالمحيط بعد حوالي 12 ساعة فقط من وضعه في مدار الأرض.

مزودة بـ 200 جهاز استشعار و4 كاميرات لتسجيل جنونها الناري، وستقوم الكبسولة التي يبلغ قطرها 1.3 قدم (40 سم) بتخزين البيانات بأمان على متنها. بمجرد نشر مظلته، سيتصل دراكو بقمر صناعي ثابت بالنسبة للأرض، ويخرج بياناته.

وفقًا لمخططي وكالة الفضاء الأوروبية، ستكون هناك نافذة مدتها 20 دقيقة تقريبًا لنقل القياس عن بعد قبل أن تهبط إلى المحيط، لتنتهي مهمة مهمة دراكو.

إذا سارت الأمور على ما يرام، فسيقوم دراكو بجمع “بيانات من العالم الحقيقي” حول ما يحدث عندما تتعرض الأجهزة الفضائية للحرارة وتتحطم وتنتشر أثناء إعادة الدخول. إنها عملية لا يستطيع الباحثون تقليدها اليوم على الأرض إلا في أنفاق الرياح أو عبر نماذج الكمبيوتر.

توضح وكالة الفضاء الأوروبية: “إن فهم كيفية تصرف المواد المختلفة أثناء احتراقها يمكن أن يساعد المهندسين على تصميم أقمار صناعية تتفكك تمامًا، ولا تترك أي شيء خلفها في المدار أو في الغلاف الجوي”.

إن حالة بيانات دراكو هي ما يشرحه خبراء الحطام الفضائي في المقدمة والوسط.

وقال آرون بولي، الأستاذ في جامعة كولومبيا البريطانية للفيزياء وعلم الفلك والمدير المشارك لمعهد الفضاء الخارجي: “تخلق عمليات العودة إلى الداخل العديد من القضايا المتعلقة باستدامة الفضاء بشكل عام”.

وقال بولي لموقع ProfoundSpace.org: إذا لم يتم السيطرة عليها، فإنها تشكل خطرًا على الأشخاص على الأرض وفي الطائرات أثناء الطيران، ويمكن أن تزيد من تعطيل الحركة الجوية في حالة حدوث إغلاق مفاجئ للمجال الجوي كرد فعل على إعادة الدخول.

وقال بولي: “إنهم يقومون أيضًا بإيداع منتجات الاجتثاث مباشرة في الغلاف الجوي العلوي”.

وقال بولي إن أحد الأساليب لمعالجة مخاطر الإصابات هو تصميم مركبة فضائية لتنتهي تمامًا، لكن هذا يؤدي إلى تفاقم مشكلة تلوث الغلاف الجوي. “علاوة على ذلك، لم يتم التحقق بشكل كافٍ من نماذج الاستئصال العائدة إلى الغلاف الجوي، ويرجع ذلك جزئيًا إلى القيود المفروضة على الاختبارات المعملية.”

وأضاف بولي أن التجارب التي يمكنها مراقبة زوال القمر الصناعي على الفور وأنواع منتجات الانبعاثات التي يتم إنتاجها عند العودة إلى الغلاف الجوي تعتبر ذات قيمة كبيرة لمعالجة المشكلات المترابطة والمعقدة المتعلقة بالسلامة والتلوث.

على الرغم من عدم مشاركته في مشروع دراكو، قال بولي إن توصيف أنواع منتجات الاجتثاث “له أولوية عالية” لأن ذلك يمكّن الباحثين من “فهم أفضل لكيفية تأثير انبعاثات إعادة الدخول على الهباء الجوي في الغلاف الجوي العلوي والكيمياء المرتبطة به، مع ما يترتب على ذلك من آثار على الأوزون، وتوازن المناخ، والسحب القطبية في الغلاف الجوي العلوي، وانتقال العدوى في الغلاف الجوي”، كما قال بولي.

ليونارد شولتز هو باحث في معهد الجيوفيزياء والفيزياء خارج الأرض التابع لجامعة براونشفايغ التقنية في براونشفايغ، ألمانيا.

وقال شولز، الذي لم يشارك أيضًا في مبادرة دراكو التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية، إن نتائج المشروع سيتم انتظارها بفارغ الصبر.

وقال لموقع Space.com: “إن القياسات في الموقع هي جزء مهم من اللغز المفقود لفهم عودة المركبة الفضائية المدمرة وتأثيراتها على الغلاف الجوي بشكل أفضل”.

قال شولز: “إنني أتطلع إلى نتائج هذه المهمة. ونأمل أن تكون بمثابة مرشد للمراقبة في الموقع لتفتيت المركبات الفضائية وخاصة سلوكها المدمر”.

ويتشابه هذا الرأي مع لوتشيانو أنسيلمو، الباحث في مختبر ديناميكيات الطيران الفضائي التابع لمعهد علوم وتكنولوجيا المعلومات التابع لمجلس البحوث الوطني في بيزا بإيطاليا.

وقال أنسيلمو إن دراكو سيكون عبارة عن مركبة فضائية واحدة، ذات مسار وكتلة وتصميم محددين.

وقال أنسيلمو، الذي لم يشارك في برنامج دراكو، لموقع Space.com إن التجربة تهدف إلى أن تكون تمثيلية قدر الإمكان، وإذا نجحت، فسوف تسمح بجمع الكثير من البيانات ذات الصلة.

قال أنسيلمو: “لا يمكن لهذه البيانات أن تثبت أنها قابلة للتطبيق بشكل عام أكثر مما قد يعتقده المرء في البداية فحسب، بل يمكن أن تكشف أيضًا عن شيء غير متوقع، مما يعزز خطوطًا جديدة للتحقيق”.