به این دلیل که از یک سو ماموریتهای مهمی نظیر ارتباطات تلویزیونی، مونیتورینگ آب و هوا و تقویت داده در مدار زمین آهنگ انجام می شود و از سوی دیگر این مدار منبعی طبیعی محسوب می شود که باید برای استفاده نسل های آینده حفظ و مراقبت شود.
در این مدار برخلاف مدار LEO (مدارهای ارتفاع پایین زمین) مکانیسم خود تمیز شوندگی وجود ندارد و اغلب اشیاء در ناحیه مداری زمین آهنگ تا ابد در آنجا وجود داشته و در مدار حرکت می کنند (در ناحیه LEO قطعات زباله های فضایی به علت وجود اتمسفر زمین متلاشی می شوند).
این مطلب مهم است که بدانیم منابع زباله های فضایی موجود در مدارها چیست؟ اخیراً چه تعداد انفجار رخ داده ست؟ چگونه تعداد زبالههای فضایی افزایش می یابد؟ با دانستن پاسخ این سوالات می توان میزان تهدید ماهوارهها به وسیله زبالههای فضایی را ارزیابی کرده و ضمن ایجاد تغییرات مناسب درساختار فضاپیماها و دیگر اجرام فضایی، جمعیت زباله های فضایی را در آینده کنترل نمود.
مراقبتهای مداری خاص
در سیستمهای مراقبت فضایی از روشهای راداری و اپتیکی استفاده میشود. سامانههای راداری برای رصد اجرام فضایی واقع در مدارهای با ارتفاع زیاد نظیر GEO، MEO و GTO ناکارآمد هستند. ناکارآمدی به دلیل این است که توان دریافتی رادار وابسته به معکوس توان چهارم فاصله جسم فضایی با سنسور است و بنابراین با افزایش فاصله، توان دریافتی رادار به شدت کاهش مییابد. سامانههای راداری برای رصد اجرام واقع در مدار LEO و همچنین اجرام واقع در حضیض مدارهای HEO، گزینه مناسبی به شمار میروند. در سامانههای اپتیکی توان دریافتی سنسور با معکوس مجذور فاصله شیء تا سنسور متناسب است، بنابراین برای رصد اجرام فضایی موجود در مدارهای GEO، MEO، و نقاط اوج مدارهای HEO استفاده از سیستم های اپتیکی اجتناب ناپذیر است.
تامین منبع رایگان اطلاعات
چند سال پیش جستجوی زبالههای فضایی در اوکراین به وسیله رادار RT-70 آغاز شد در همان سال برای بهبود و تکمیل مشاهدات فضایی راداری، ایده ایجاد شبکه اپتیکی رصد زباله های فضایی مطرح شد. بدین ترتیب پروژه اپتیکی ISON که یک پروژه بین المللی غیردولتی است در قالب برنامه جستجوی مداری GEO توسط موسسه کلدیش، آکادمی علوم روسیه (KIAM) آغاز شد که هدف آن تامین منبع رایگان اطلاعات اشیای فضایی است.
در این پروژه جست و جو و ردیابی پیوسته اشیاء کم نور به منظور ارزیابی پارامترهای مداری و مشخصات فیزیکی آنها و در نهایت شناسایی این اجرام با هدف پیش بینی خطرات ممکن برای ماهواره های فعال انجام میشود. نخستین مشاهدات زبالههای فضایی مدار GEO در روسیه با تلسکوپ AKD که قطر دهانه اصلی آن ۱۰ سانتی متر بود، انجام شد. نکته جالب اینجاست که در سال ۱۹۵۷ بدنه ماهواره اسپاتنیک (نخستین ماهواره ساخت دست بشر) به وسیله همین تلسکوپ مشاهده شده بود.
برای مطالعه اجرام فضایی در مدارهای با ارتفاع زیاد لازم است که شبکه گستردهای از سنسورهای اپتیکی در اختیار باشد. در حال حاضر ۱۱ کشور در پروژه ISON زیر نظر موسسه کلدیش روسیه فعالیت می کنند. ۳۰ تلسکوپ از ۲۳ رصدخانه در کشورهای بولیوی، گرجستان، ایتالیا، مالدیو، روسیه، تاجیکستان، اکراین، ازبکستان، سوئیس، اسپانیا و انگلیس در برنامه مشاهدات هماهنگ گروه ISON شرکت میکنند.
تاریخچه پروژه و انواع تلسکوپها
ایده عمومی سازی پروژه ISON برای نخستین بار در سال ۲۰۰۳ در کنفرانس ISTC (مرکز بین المللی تکنولوژی و علوم) مطرح شد. از مه سال ۲۰۰۴ همکاری نزدیکی بین رصدخانه قدیمی انگلیس (LTD) که زیر نظر وزارت دفاع این کشور فعالیت میکند با گروه ISON برقرار شد. در آگوست ۲۰۰۴ نیز موسسه نجومی دانشگاه برن (AIUB) و چند انجمن علمی دیگر به این گروه پیوستند. در سال ۲۰۰۵ این گروه با تجهیز تلسکوپها با امکانات جانبی نظیر گیرنده GPS و سنسورهای CCD و اتوماتیک کردن سکوی تلسکوپها و نصب تصحیح کنندههای اپتیکی به منظور افزایش میدان دید، امکان مشاهده زباله های GEO را ارتقا داد. از آن زمان تاکنون این پروژه در ابعاد مختلف ادامه دارد.
تلسکوپهایی که توسط گروه ISON مورد استفاده قرار می گیرد بر حسب کاربرد، به چهار دسته تقسیم می شوند. نوع اول تلسکوپهایی هستند که برای رصد اجرام روشن (قدر اپتیکی کمتر از ۱۶) در مدار GEO مورد استفاده قرار می گیرند. همچنین از تلسکوپهایی برای رصد اجرام کم نور در مدار GEO استفاده میشود. نوع سوم نیز تلسکوپهایی هستند که برای رصد اجرام روشن در مدارهای بالا HEO و مدارهای LEO مورد استفاده قرار میگیرند. در نهایت تلسکوپهایی هم برای رصد شهاب سنگها استفاده میشوند.
از تلسکوپهای با دهانه ۲۲ سانتی متر با میدان دید ۴ درجه به منظور جستجوی اجرام مدارهای GEO و GTO با قدر اپتیکی کمتر از ۱۵.۵ استفاده می شود. از تلسکوپهای ۶۰ سانتی متری تا ۲.۶ متری برای آشکارسازی و رصد زبالههای فضایی با قدر ۱۵.۵ تا قدر ۲۰ در ارتفاعات بالا و از تلسکوپهایی با میدان دید ۱۵ درجه و قطر دهانه ۲۵ تا ۴۰ سانتی متر برای آشکارسازی اجرام مداری LEO و MEO و HEO استفاده میشود.
تلسکوپهای کارآمد
کارآمدترین تلسکوپ گروه پژوهشی تلسکوپی با نام اختصاری ZTSH است که در رصدخانه ناوچنی روسیه واقع است. قطر دهانه این تلسکوپ ۲.۶ متر است و قادر به مشاهده کم نورترین زباله ها با قدر اپتیکی ۲۱است. این قدر اپتیکی مربوط به اجرامی با ابعاد ۱۰ تا ۱۵ سانتی متر در فاصله ۳۶۰۰۰ تا ۴۰۰۰۰ کیلومتر است. تا کنون با استفاده از این تلسکوپ بیش از ۶۰ زباله ناشناخته شناسایی شده است. دومین تلسکوپ کارآمد برای جستجو و ردیابی اشیاء فضایی با قدر اپتیکی ۱۵ تا ۱۸، تلسکوپ AT-64 در رصدخانه ناوچی روسیه است که ۲۴ زباله را شناسایی کرده است. APEX II نیز نام نرم افزاری جهت کنترل سکوی تلسکوپ است که در رصدخانه پولکوو روسیه طراحی شده است. یکی از تواناییهای این نرم افزار پردازش تصاویری است که در مد اسکن ستارهای (sidereal) گرفته شده است.
هر یک از تلسکوپها مختص مشاهده نوع خاصی از زبالههای فضایی هستند و هدف از بکارگیری تمام تلسکوپها، مشاهده منظم زبالههای فضایی مدار GEO است.
چه نوع زبالههایی در مدار زمین آهنگ شکار میشوند؟
اجرام مورد رصد توسط گروه ISON از نوع فضاپیماهای فعال و غیر فعال، بدنه راکتهای رها شده در فضا، زبالههای عملیاتی نظیر انواع مختلف پوششها، بدنهها، آداپتورها و…، تکه های ایجاد شده در اثر انفجار و حوادث دیگر فضایی و باقیمانده فضاپیماهاست.
گروه ISON در پی یافتن ماموریت ماهوارههای پرتاب شده و ویژگی فضاپیماها و خنثی سازی اهداف آنها نیست و از دادههای مشاهداتی بدست آمده برای فعالیتهای نظامی یا جنگ فضایی استفاده نمیکند. ISON گروهی صرفا علمی است که به هر جسم فضایی (شامل فضاپیماها و ..) به عنوان جسم مینگرد که دیر یا زود به قطعهای بی مصرف تبدیل میشود و به عنوان منبع خطر برای دیگر اجرام مداری تلقی خواهد شد.
تفاوت گروه ISON با دیگر گروههای مراقبت فضا آن است که این گروه دارای اهداف صرفا علمی است. اطلاعات مشاهداتی این گروه فاقد طبقه بندی است و برای استفاده عموم آزاد خواهد بود. راه ارتباط و تبادل اطلاعات رصد خانه های مختلف شبکه ISON، به وسیله اینترنت است. بر خلاف دیگر سیستمهای مراقبت فضایی در جهان، تمام انجمنهای علمی که علاقه مند به رصد و نجوم هستند و در کشورشان امکانات اپتیکی مناسب جهت پیوستن به این شبکه را دارند می توانند در این پروژه بین المللی شرکت کنند.
آخرین آمار
پایگاه اطلاعات داده های KIAM در روسیه آماری از اجرام کشف شده توسط این گروه را اعلام کرده است. بدین ترتیتب جمعا ۱۵۵۷ جسم در ناحیه GEO مشاهده شده است که شامل ۹۲۲ فضاپیما (۴۰۴ فعال و ۵۱۸ غیرفعال)، ۲۵۷ مرحله فوقانی راکتهای فضایی و ۳۷۸ تکه نامشخص است.
همچنین این گروه ۳۹۴ فضاپیما، ۵۶۰ مرحله فوقانی راکتهای فضایی و ۷۴۴ تکه تاشناخته در مدارهای ارتفاع بالای بیضوی زمین و مدارهای ارتفاع متوسط مشاهده کرده است.
بیشتر اجرام کشف شده دارای قدر اپتیکی ۱۶تا ۱۸ هستند. برای مشاهده اجرام کم نورتر (قدر بیشتر) لازم است از تلسکوپهایی با قطر دهانه بزرگتر که قابلیت جمع آوری نور بیشتری دارد استفاده شود.
پیشنهادهایی برای ایران
تعداد رصدخانه هاى فعال ایران هم اکنون بیش از ۲۰ عدد است که در شهرهاى تهران، تبریز، مشهد، شیراز، اصفهان، اهواز، کاشان، کرمان، گرگان، یزد، دامغان، زنجان، ایلام، کرمانشاه و چندین شهر دیگر ایران قرار دارند. این رصدخانه ها با جنبههاى تحقیقى، آموزشى و تفریحى به فعالیت مىپردازند. بدون در نظر گرفتن رصدخانه ملی ایران، پس از رصدخانه تبریز که بزرگ ترین مرکز نجوم رصدى کشور است، رصدخانه ابوریحان بیرونى در دانشگاه شیراز با تلسکوپ ۵۰ سانتى مترى بازتابى و رصدخانه هاى دانشگاه کاشان و زنجان و رصدخانه مرکز فضایی البرز با تلسکوپ هاى ۴۰ سانتیمترى بزرگ ترین رصدخانه هاى کشور هستند. بزرگ ترین رصدخانه شکستى ایران به قطر شیئی ۱۸ سانتى متر در مرکز نجوم مرقد مطهر شاه عبدالعظیم حسنى در شهررى قرار دارد. رصدخانه هاى بزرگ کشور علاوه برتلسکوپ داراى امکانات جانبى همچون CCD، فتومتر، دوربینهاى مخصوص عکاسى و فیلترهاى مختلف هستند. در تهران چهار مرکز نجومى فعال وجود دارد. این مراکز عبارتند از رصدخانه مرکز نجوم آستان مقدس حضرت عبدالعظیم، رصدخانه مرکز نجوم زعفرانیه وابسته به کانون پرورش فکرى کودکان و نوجوانان، آسماننماى سازمان جغرافیایى نیروهاى مسلح و مرکز علوم و ستاره شناسى تهران (رصدخانه نیاوران) وابسته به شهردارى تهران. در کل کشور بالغ بر پانصد منجم آماتور در قالب بیش از ۴۰ گروه نجومى به فعالیتهاى رصدى مشغول هستند. غالب این منجمان را دانشجویان و دانش آموزان تشکیل مى دهند که فعالیتهاى نجومى را در قالب فعالیتهاى درون مدرسهاى، دانشگاهى و یا به صورت گروههاى مستقل انجام مىدهند. به نظر میرسد با ایجاد شبکه رصد آماتوری در داخل کشور و تخصیص بودجه جهت تجهیز بیشتر رصدخانههای فعال در کشور، میتوان فعالیت گروههای رصدی را روی رصد ماهوارههای مدارهای LEO و GEO متمرکز کرد و بدین ترتیب راه پیوستن ایران به شبکههای رصد بین المللی را هموار کرد