כמה ואיזה הלוויינים במסלול?

לפני שלומדים יותר על אילו לוויינים קיימים כיום במסלול, חשוב לדעת מה הם מייצגים ומה המשמעות שלהם. לוויינים מחולקים לשני סוגים: טִבעִי וה מְלָאכוּתִי, הראשון מתייחס לגוף שמימי שמסתובב סביב גוף גדול יותר - הירח ביחס לכדור הארץ, למשל - ואילו השני מורכב מציוד שנבנה ומשוגר לחלל על ידי האדם כדי להקיף סביב כוכב הלכת שלנו. 

כאן, לוויינים במסלול שהם מלאכותיים יידונו ביתר עומק. הם אלה שמייצרים טכנולוגיות כגון GPS, אותות טלוויזיה ורדיו, גישה לאינטרנט, תקשורת ותכונות חיוניות רבות אחרות לממשלה ולציבור הרחב. דוגמה נוספת לחשיבותם של הלוויינים הללו במסלול קשורה לתחום המדעי, לאחר שיגורם, בסופו של דבר הם משמשים ככלי לתצפית בחלל וכתוצאה מכך מביאים מידע חדש מדי יום.

מצד אחד, ההתקדמות הטכנולוגית הזו גדולה. מצד שני, אנו יודעים שיש מחלוקת עזה בין חברות מיליארדר המתמקדות במגזר הטכנולוגיה והמדע כדי לנצל באופן בלעדי כל משאב שטח אפשרי לטובת קידום האינטרנט. יותר ממחצית 4.550 לוויינים המקיפים את כדור הארץ משמשים למטרות תקשורת, והמספר רק הולך וגדל.

בדקו מתחת לתרשים את המידע העיקרי שיטופל בעניין זה, לרבות חברות החלל העיקריות, אילו לוויינים נמצאים במסלול, כמה לוויינים יש, מספר לוויינים ברזילאים ועוד.

מניתוח צוות המחקר של ה DEWESoft - חברה המתמחה ב מערכות רכישת נתונים - על הנתונים שנאספו על ידי הגופים מסד לווין של UCS, ESRI (מכון לחקר מערכות הסביבה) ו קרן החלל, נוצרה רשימה של 50 הבעלים של רוב הלוויינים המקיפים את כדור הארץ. אם אתם סקרנים, במירוץ הזה, מאז ספטמבר 2021, זו החברה SpaceX שמובילה עם תוכנית הלוויין שלה Starlink, כאשר 36% מהעצמים המלאכותיים במסלול מגיעים ממנו, כלומר יותר משליש מהסך הכל. 

לדומיין הזה יש שם מוצלח מאחוריו שאולי אתה מכיר: אלון מאסק. הוא הבעלים של החברה SpaceX ומטרתה לספק גישה לאינטרנט בפס רחב במהירות גבוהה באמצעות המיזם החדש שלה Starlink. במאמץ זה, הארגון מציע כעת גם הובלה של לוויינים מחברות אחרות להקיף ברקטות שלהן במחיר של מיליון דולר (1 ראנדים הומרו לריאל), מה שפתח הזדמנויות לעוד יותר לוויינים מסחריים שפורסמו.

באיזו מדינה יש הכי הרבה לוויינים המקיפים את כדור הארץ?

להפתעתו של אף אחד, ה ארצות הברית לזכות בחשבון הזה. הם 2.804 לוויינים אמריקאים בסך הכל, לעת עתה, הם מהווים יותר ממחצית מכמות הלוויינים המלאכותיים במסלול. במקום השני, מגיעה סין עם 467; במקום השלישי, בריטניה עם 349; רביעית, רוסיה עם 168, וחמישית, יפן עם 93 לוויינים. ברשימה ההיא, ברזיל מדורגת כיום במקום ה-16 עם 16 לוויינים במסלול.

מהם ארבעת סוגי המסלול סביב כדור הארץ?

ישנם ארבעה סוגים של מסלולים סביב כדור הארץ שבהם נמצאים לוויינים: מסלול נמוך של כדור הארץ (LEO) - מסלול כדור הארץ בגובה נמוך -, מסלול כדור הארץ בינוני (MEO) - מסלול כדור הארץ בגובה בינוני -, מסלול אליפטי מאוד (HEO) - מסלול אליפטי משופע -, ו מסלול גיאוסינכרוני (GSO)/מסלול גיאוסטציוני (GEO) - מסלולי כדור הארץ גיאו-סינכרוניים וגיאוסטציונריים. 

יותר מ-3.000 לוויינים נמצאים בפנים מסלול כדור הארץ נמוך (LEO). בו נמצאים לוויינים המשמשים בדרך כלל למערכות תקשורת וחישה מרחוק. כמו למשל, ה Starlink do SpaceX, טלסקופ החלל האבל ו - תחנת חלל בינלאומית (ISS — תחנת החלל הבינלאומית).

כבר מסלול כדור הארץ גיאו-סינכרוני/גיאוסטציוני (GSO/GEO) זוהי השכבה השנייה עם יותר לוויינים, בסך הכל 565 עד כה. הוא משמש לתקשורת ותצפית על כדור הארץ. מכיוון שיש להם מהירויות שוות ערך לסיבוב כדור הארץ והעצמים מקיפים את קו המשווה, התחושה שמתרחשת היא שללוויינים אלה יש מיקום קבוע.

במקרה של מסלול כדור הארץ בגובה בינוני (MEO), ישנם 139 לוויינים פעילים לשירותים הקשורים למערכות ניווט (GPS, למשל). על אודות מסלול אליפטי משופע (HEO), ישנם 56 לוויינים המשמשים לתקשורת, מכשירי רדיו וחישה מרחוק. ההבדל בין השכבה הזו לבין האחרות הוא שלמסלול הזה יש נקודה קרובה יותר לכדור הארץ - הנקראת פריג'י, במרחק של 1.000 ק"מ מכוכב הלכת - ונקודה נוספת רחוקה יותר - הנקראת אפוג'י, במרחק 39.000 ק"מ. 

כפי שצוין, המגמה של לוויינים במסלול רק הולכת וגוברת. כולל החברה SpaceX שואפת להשיק 42.000 לוויינים לחלל במהלך שני העשורים הבאים. אם אתה סקרן לחקור יותר אילו לוויינים נמצאים במסלול, בקר באתר מפת לווין, מיוצר ע"י ESRI. באופן אינטראקטיבי, יש לו כמה מסננים כדי לאתר את המידע הרצוי סביב כדור הארץ. סכום הלוויינים לפי האתר הוא 19.138.

זבל חלל, זיהום אוויר ואתגרים נוספים

נכון שיש כבר מספר עצום של לוויינים בפנים מסלול כדור הארץ נמוך (LEO). ובכל זאת, חברות פרטיות בונות מגה קונסטלציות משלהן עם ציוד בודד כדי לפתח רשתות אינטרנט מהירות יותר - בדיוק כמו האינטרנט. Starlink - וניטור משוכלל יותר של שינויי האקלים. 

לדברי האסטרונום של אוניברסיטת קולומביה הבריטית, אהרון בולי, כל התנועה הזו של חברות כמו SpaceX, OneWeb, Amazon e StarNet/GW זה קורה בעיקר בגלל הירידה בעלויות בתקופה האחרונה. אז מה הבעיה עם כל זה בדיוק?

בראיון לאתר מדע חי, מסביר בולי: 

"זה גורם לבעיית ניהול תעבורת החלל ויגביר את התפשטות פסולת החלל. זה מפריע לאסטרונומיה ולצפייה בכוכבים, ובנוסף שיגורים וכניסות חוזרות של רקטות גורמים לזיהום אוויר".

השתקפות חשובה נוספת שיש לדון בה כוללת את ההיגיון הבא: ככל שיותר לוויינים במסלול, כך הסבירות להתנגשויות גבוהה יותר, וכתוצאה מכך, מספר פסולת החלל. לפי מוזיאון הטבע של לונדון, יש כבר לפחות 128 מיליון חתיכות פסולת ב-LEO, 34.000 מהן גדולות מ-10 ס"מ. בנוסף להתנגשויות, אהרון בולי מציין שיש גם אפשרויות להתפרקות של לוויינים בגלל חשיפה ממושכת לקרינה אולטרה סגולה עזה. 

Os פסולת חלל מסוכנת ועלולה לגרום לנזק בלתי הפיך ללוויינים אחרים במסלול, כמו גם למטרות חלליות. ביוני 2021, ה תחנת חלל בינלאומית היה מכה על ידי פסולת שגרמה נזק לזרוע רובוטית. למרבה המזל, האסטרונאוטים הצליחו לפתור את המצב ותפקודי החלקים לא נפגעו.

זיהום אטמוספרי

באשר לזיהום, למעשה, תעשיית החלל מייצרת פחות פחמן ממגזרים אחרים - כמו תעופה, למשל. לפי האפוטרופוס, בשיגור אחד, הרקטה משחררת בממוצע 330 טונות של פחמן לאטמוספירה של כדור הארץ. זה נראה כמו הרבה, אבל בהשוואה לטיסות מסחריות לטווח בינוני וארוך שמשחררות בין 2 ל-3 טון פחמן לנוסע - לזכור שיש עשרות נסיעות בכל עת - אין לזה השפעה גדולה.

הבעיה האמיתית היא שכדי לשגר לוויינים למסלול, צריך להגביר את שיגור הרקטות. עם זה, על פי ה האפוטרופוס, פליטת הפחמן במגזר זה עלתה ב-5,6% בשנה. בולי מוסיף כי בנוסף לכך, כשהלוויינים עוזבים את המסלול וחוזרים לאטמוספירה של כדור הארץ, משתחרר חומר כימי. המחקר שלו על מגה קבוצות הכוכבים מראה שבעתיד זה החזרת לוויינים יכולה להביא יותר אלמנטים, כמו אלומיניום, לאוויר. עדיין אין עדויות קונקרטיות להשפעה שזה יכול לגרום, אבל יש חשש מצד המדענים ביחס לשכבת האוזון - שכבר יש בה חורים. 

למרות שיש חשש גם מהשפעתם של לוויינים כאשר הם באים במגע עם הקרקע, הציוד המודרני ביותר תוכנן להיות מחולק לחלקים קטנים יותר בכניסה לאטמוספירה וכניסה לכמה שפחות עצמים. למרות זאת, רוב גרוטאות החלל הנופלות מגיעות אל פני המים של כדור הארץ.

סוג נוסף של זיהום: אור

ככל שהגידול בפעילות של לוויינים במסלול גדל, צופים כי בעתיד אפשר יהיה לראות אותם כאן מכדור הארץ. הסיבה לכך היא שציוד מתכתי יכול לשמש כמראות מחזירות אור אל פני השטח - והישג כזה יכול להשפיע ישירות על הנוף של שמי הלילה.

בנוסף לניתוח פסולת חלל הקשורה ללוויינים סובבים, אהרון בולי ביצע גם א ללמוד על זיהום אור, נכתב בשיתוף ופורסם במאגר arXiv בספטמבר 2021. המחקר אומר שבעתיד, עד 8% מהאור הקיים בשמים במהלך הלילה, למעשה, יכול להגיע מלוויינים. היא גם מדווחת שמקומות קרובים יותר ל-50 מעלות קו רוחב צפון ודרום - כמו קולומביה הבריטית ופטגוניה, למשל - עלולים לחוות זיהום אור מלוויינים גרוע יותר ממקומות אחרים.

בעתיד, לפחות אחד מכל 10 "כוכבים" בשמים עשוי להיות למעשה לוויין. זה יכול להפריע לצפייה בכוכבים בכלל, ובמיוחד עם השפעה על עבודתם של אסטרונומים מקצועיים. 'חלק מהסקרים האסטרונומיים יחוו השפעות מתונות בלבד, אך ההשפעות על סקרי שטח רחבים עשויות להיות משמעותיות.", מסכם בולי.

האם צמיחת לוויינים במסלול שלילית?

לא בהכרח. אין עוררין על כך שנפח הלוויינים המשוגרים למסלול והתוכניות של אלפי אחרים שיישלחו הופכים להתרעה גדולה על גידול פסולת החלל ועלייה משמעותית בזיהום. אך יחד עם זאת, הודות למכשירים הללו, מגזרים כמו תקשורת, מדע, רשתות ומיפוי מתקדמים יותר ויותר.

בולי אפילו מציין:

"אנחנו מחוברים עמוק ללוויינים במסלול. הם ממלאים תפקיד חשוב בשרשרת האספקה ​​שלנו, עסקאות פיננסיות, ניטור מזג אוויר, תקשורת גלובלית, חיפוש והצלה".

מכיוון שמדובר בשוק הולך וגובר עם אובייקט שמתגלה כחיוני לאוכלוסייה, ההסתברות להפסיק לחלוטין את שיגורי לוויינים למסלול היא כמעט אפסית. לכן, אחד הפתרונות הבריאים ביותר לאיזון רווחים ומשברי אקלים אפשריים יהיה להאט את הדרישות והמשלוחים של חפצי חלל, כמו גם עבודה על מחקר ופיתוח כללים גלובליים לשמירה על תחום זה מבלי לגרום לנזק עתידי גדול.

ראה גם:

שיגור לוויינים יתבצע באמצעות שיגור בקרוב.

אילון מאסק ישלח בני אדם למאדים בתוך 10 שנים.

מקורות: DEWESoft, מדע חי, מפת לווין, האפוטרופוס