8 دقیقه
نفسی کمرنگ و فلزی در صدها کیلومتر بالاتر از اقیانوس اطلس دیده شد — و دانشمندان منشأ آن را به یک مرحلهٔ راکت رهاشدهٔ SpaceX نسبت دادند. در ۲۰ فوریهٔ ۲۰۲۵، پژوهشگرانی که از ابزارهای تهاجمی و بسیار حساس لیزری استفاده میکردند، افزایش ناگهانی یونهای لیتیم را در مزوسفر و ترموسفر پایین ثبت کردند. اثر شیمیایی ثبتشده با موادی که در باتریهای لیتیمی و پوستههای ماهوارهای بهکار میروند مطابقت داشت و مدلسازی مسیرهای جوی نشان داد که منشأ آن ورود کنترلنشدهٔ مرحلهٔ بالایی فالکون ۹ در غرب ایرلند بوده است.
چگونه پلاوم یافت شد و چرا اهمیت دارد
این کشف از دو جهت غیرمعمول است. نخست، برای اولین بار مشاهدات زمینی توانستند یک پلاوم شیمیایی مشخص را به یک قطعهٔ معین از زبالهٔ فضایی در حال ورود مجدد پیوند بزنند. دوم، تشخیص بر پایهٔ فلورسانس القایی با لیزر انجام شد — روشی که میتواند اتمهای ردیف فلزی را در برابر هوای رقیق لایههای بالایی جو شناسایی کند. پژوهش، که توسط رابین وینگ از مؤسسهٔ لیبنیز علوم جو رهبری شد و در Communications Earth & Environment منتشر گردید، نشان میدهد فعالیت انسانی در مدار زمین پیشاپیش ردپای قابل اندازهگیریای فراتر از لایههای جوی متداول به جا گذاشته است.
لیزرها در حال کار در مؤسسهٔ لیبنیز علوم جوی.
چرا لیتیم؟ به این دلیل که این عنصر در لایههای متئوریک طبیعی در ارتفاعات مورد بررسی نادر است، و شکلِ سیگنال — یونهایی که با اجزای باتری و پوستههای فلزی سازگارند — از گرد و غبار شهابسنگی عادی متمایز بود. تیم پژوهشی شناسایی طیفسنجی را با زمانبندی ورود مجدد و مدلسازی جوی ترکیب کرد تا پیوند را با یک مرحلهٔ بالایی فالکون ۹ برقرار سازد. این تطابق صرفاً یک نشانهٔ آماری نبود؛ پلاومی روشن و همزمان که با مسیر ورود همراستا بود، دیده شد.
جو بالایی: منطقهای نادیده گرفتهشده و آسیبپذیر
لایهای که این رویداد در آن رخ داد — تقریباً ۸۰ تا ۱۲۰ کیلومتر بالای سطح زمین — در نقطهٔ کوری از نظر علمی قرار دارد. این ناحیه برای بالنهای سنتی خیلی بالا، برای اغلب ماهوارهها خیلی پایین و فراتر از دسترس هواپیماهای معمولی است. با این وجود، این لایه برای گسترش امواج رادیویی، سیگنالهای جیپیاس و شیمیای که کنترل لایهٔ اوزون را بر عهده دارد حیاتی است. تا کنون، استراتوسفر بالا، مزوسفر و ترموسفر پایین تا حد زیادی از آلایندههای انسانی پایدار پاک بودند؛ لایههای فلزی عمدتاً تحت سلطهٔ شهابها بودند.
اما آن توازن به سرعت در حال تغییر است. جمعیت مداری از چند هزار ماهواره به حدود ۱۴٬۰۰۰ امروز افزایش یافته است که یکی از محرکهای آن ساخت اَبَرجُمعیتهای ماهوارهای (mega-constellations) است. دهها یا حتی صدها هزار قطعه سختافزاری دیگر نیز در برنامه هستند. هر ماهوارهٔ پرتابشده — و هر مرحلهٔ راکتی که رها میشود — در نهایت وارد جو خواهد شد. برآوردها نشان میدهند که تا سال ۲۰۳۰ ممکن است هر روز چندین تن مواد فضاپیما در لایههای بالایی جو بسوزد.
پیآمدهای بالقوه کماهمیت نیستند. مطالعات آزمایشگاهی و مدلسازی انتشار آلومینیوم و کلر از پرتابها و ورودهای مجدد را به عنوان عواملی که میتوانند روند بهبودی اوزون را کند کنند، مطرح کردهاند. دودهٔ ناشی از پلاومهای موتور ممکن است توازن تابشی را تغییر داده و موجب گرمایش موضعی شود. چیزی که این کشف لیتیم نشان میدهد این است که انتشارها از ورود مجددها صرفاً فرضی نیستند؛ آنها قابلاندازهگیری بوده و میتوان ردِ هر رویداد منفرد را یافت.
سیاستگذاری، پایش و مسیر پیشرو
با این حال، شکافی عمیق میان کشف و تنظیم مقررات وجود دارد. در حال حاضر چارچوب بینالمللی مشخصی برای مدیریت انتشارهای جو بالایی ناشی از ورود مجددها وجود ندارد؛ شبکههای پایش محدودند و استانداردهای گزارشدهی اجباری برای مراحل راکتی و ماهوارههای پایانعمر اندک است. اگر یک ورود مجدد منفرد را بتوان به یک امضای شیمیایی در این مقیاس ردیابی کرد، ایجاد پاسخپذیری عملی میشود — اما تنها در صورتی که دولتها، صنعت و جامعهٔ علمی بر اولویتهای پایش توافق کرده و دادهها را به اشتراک بگذارند.
آیا باید انتشارهای راکتی را همانند سایر آلایندههای صنعتی بدانیم؟ شاید. این مقایسه کامل نیست. جو بالایی دور از دسترس است، اما فرایندهای آن بر شیمی اوزون، ارتباطات برد بلند و لایههای حساس اقلیمی تأثیر میگذارد. نادیده گرفتن این انتشارها تا زمانی که اثراتشان آشکار شود، مخاطرهآمیز خواهد بود.
دیدگاه کارشناسان
«تشخیص یک پلاوم لیتیمی که به یک ورود مجدد مشخص متصل است، زنگ بیدارباش است،» دکتر النا مارکز، فیزیکدان جوی و پژوهشگر شیمی فلزات ردیفی، میگوید. «ما اکنون ابزارهایی برای رصد این پلاومها از سطح زمین داریم، اما به شبکههای پایدار و دادههای باز نیاز داریم. مطالعات کوتاهمدت سوالات فوری را پاسخ میدهند؛ پایش بلندمدت روندها و پیامدهای تجمعی را روشن خواهد کرد.»
مسیر فنی پیشرو از نظر اصولی مستقیم است: استقرار حسگرهای بیشتر مبتنی بر لیزر، هماهنگی ردیابیهای نوری و راداری ورود مجددها و الزام اپراتورها به گزارش زمانبندی و ترکیب ورود مجددها. مسیر سیاسی دشوارتر است. کشورهای فضافرست و اپراتورهای تجاری باید بر سر هنجارهای جدید برای انتشارها، شفافیت و تقسیم ریسک به توافق برسند.
در حال حاضر، پلاوم لیتیم نمونهٔ واحد و قابلاندازهگیریای از تأثیر انسانی در لبهٔ فضا است. این موضوع یک چیز را قطعی میکند: ورود مجدد دیگر نامرئی نیست.
توضیحات تکمیلی فنی و زمینهای:
- روش اندازهگیری: فلورسانس القایی با لیزر (LIF) به دلیل حساسیت بالا در شناسایی اتمها و یونهای فلزی در محیطهای بسیار رقیق جو به کار رفت؛ این روش توانایی تفکیک گونههای شیمیایی را با دقت زمانی مناسب دارد.
- مدلسازی مسیر: ترکیب دادههای زمانی ثبتشده با مدلهای دینامیک اتمسفری امکان تعیین مسیر پلاوم و برآورد ارتفاع و گسترهٔ انتشار را فراهم کرد.
- تطابق ترکیبی: امضای شیمیایی لیتیم، نسبتهای یونی و زمانبندی دقیق، همگی با دادههای پرواز و ورود مجدد مرحلهٔ فالکون ۹ همخوانی داشتند و احتمال تصادفی بودن همزمانی را به شدت کاهش دادند.
- پیامدهای زیستمحیطی: ورودِ روزانهٔ چندین تن مواد تا سال ۲۰۳۰ میتواند تغییرات تجمعی در لایههای فلزی جو ایجاد کند که بر پراکندگی رادیویی و واکنشهای شیمیایی مرتبط با اوزون مؤثر است.
پیشنهادات عملی برای پژوهش و سیاست:
- ایجاد یک شبکهٔ بینالمللی پایش لیزری و اپتیکال با اشتراک دادهٔ باز برای بررسی طولانیمدت انتشارها و تعیین روندها.
- تدوین استانداردهای گزارشدهی ورود مجدد برای اپراتورهای ماهوارهای و سازندگان راکت، شامل زمان، موقعیت و ترکیبات احتمالی مواد.
- ارائه مطالعات جامع اثرات بلندمدت ترکیبات فلزی و دودهٔ راکتی بر شیمی جو و متغیرهای اقلیمی حساس.
- گفتوگوهای بینالمللی برای تعریف هنجارهای انتشار و مکانیسمهای جبران یا تقسیم ریسک مرتبط با ورود مجددهای کنترلنشده.
همچنین لازم است فناوریهای مقابلهای مانند طراحیهای مرحلهای بازیافتپذیر، کنترل شده یا تسلط بر شکست سازهای هنگام ورود مجدد بررسی شوند تا میزان آزادسازی مواد خطرناک کاهش یابد. علاوه بر این، توسعهٔ حسگرها و شبکههای رصد مستقل میتواند به ایجاد شفافیت و پاسخپذیری کمک کند، زیرا اکنون ثابت شده که ردِ یک رویداد منفرد هم قابل ردیابی است.
از منظر دانش، این رویداد نشان میدهد که علم سنجش با لیزر و رصدهای جوی میتواند رابطهٔ مستقیمی میان فعالیتهای فضایی و تغییرات شیمیایی در جو بالایی برقرار کند. از منظر سیاست، این مسئله خواهان تحول در نحوهٔ نگرش به زبالهٔ فضایی و تأثیرات متقابل آن با محیط جوی زمین است.
در پایان، رصد پلاوم لیتیم تنها آغاز راه است. برای درک کاملتر مقیاس و پیامدهای آلودگی فضایی در جو بالایی، باید ترکیب دانش فنی، سرمایهگذاری در شبکههای پایش و ارادهٔ سیاسی برای تنظیم فعالیتهای مداری را با هم دید. هرچند این پلاوم یک نمونهٔ منفرد است، اما قابلیتِ ردیابی و ارتباط آن با یک رویداد مشخص، امکان ایجاد استانداردها و مسئولیتپذیری را فراهم میآورد — چیزی که تا پیش از این فقط در فرضیهها مطرح بود.
منبع: sciencealert
ارسال نظر