شهد العقد الأخير طفرة كبيرة في استخدام الأقمار الصناعية الصغيرة (CubeSats) في الأبحاث العلمية، مراقبة الأرض، والاتصالات منخفضة الكلفة. هذه الأقمار، التي لا يتجاوز حجم بعضها علبة الأحذية، جعلت الفضاء في متناول الجامعات والشركات الناشئة. لكن هذه الثورة تحمل في طياتها تحديات معقدة تتعلق بالسلامة، سواء في المدار أو على الأرض.
ما هي التقنية؟
- CubeSat هو قمر صناعي صغير يعتمد على وحدات معيارية (1U = 10x10x10 سم).
- غالبًا يُطلق في شكل أقمار متعددة على صاروخ واحد.
- يُستخدم في مهام الاستشعار عن بعد، مراقبة الغلاف الجوي، الاتصالات، والتجارب العلمية.
مجالات الاستخدام
- الجامعات: تجارب تعليمية وأبحاث فضائية منخفضة التكلفة.
- القطاع التجاري: مراقبة المزارع، الملاحة، وخدمات الإنترنت.
- الحكومات: دعم أنظمة الإنذار المبكر ورصد الكوارث.
المخاطر الأساسية
- الاصطدام الفضائي (Orbital Collision):
- ازدياد عدد CubeSats يزيد خطر الاصطدام بالحطام الفضائي أو الأقمار الأخرى.
- أي اصطدام قد ينتج عنه “سلسلة كيسلر” (Kessler Syndrome) التي تضاعف الحطام بشكل خطير.
- الإشعاع الكوني (Cosmic Radiation):
- التعرض المستمر لإشعاعات عالية الطاقة قد يؤدي إلى أعطال إلكترونية أو فقدان التحكم.
- التحكم عن بُعد (Remote Operations):
- خطر القرصنة (Hacking) أو التشويش (Jamming) على الاتصالات الفضائية.
- فقدان التحكم في المدار قد يحوّل القمر إلى “خردة فضائية” خطرة.
تصنيف المخاطر بشكل هندسي
- مخاطر المدار (On-Orbit Risks) اصطدام، إشعاع، فقدان التحكم.
- مخاطر مرحلة الإطلاق (Launch Risks) اهتزازات، انفجار الصاروخ، فقدان الاتصال المبكر
- مخاطر العمليات الأرضية (Ground Operations Risks) تعرض العاملين للوقود الدافع، الإجهاد النفسي، الهجمات السيبرانية على محطات التحكم.
التأثيرات على صحة العاملين
- التعرض للإشعاع عند اختبار المكونات قبل الإطلاق.
- مخاطر الوقود الدافع (Propellants) المستخدم في بعض CubeSats أثناء مرحلة الإعداد.
- الضغط النفسي على فرق التشغيل نتيجة مراقبة على مدار الساعة.
الإحصاءات والدلائل الكمية
- وفقًا لوكالة ESA، هناك أكثر من 1,500 CubeSat أُطلق بين 2013 و2023.
- تشير تقارير NASA إلى أن 40% من CubeSats لا تُكمل مهمتها بسبب أعطال تقنية.
- معدل الحطام الفضائي في المدار المنخفض للأرض (LEO) تخطى 36,500 قطعة أكبر من 10 سم (2022).
حوادث ودراسات حالة
- 2017 – فقدان الاتصال بـ CubeSat أوروبي بعد ثلاثة أسابيع من الإطلاق بسبب إشعاع كوني عطّل النظام الإلكتروني.
- 2020 – Collision Alert: تحذير من احتمال اصطدام CubeSat أمريكي بقمر صناعي روسي، تمت المناورة الطارئة لتفاديه.
- 2022 – محاولة قرصنة: CubeSat تعليمي تعرض لهجوم إلكتروني نجح في تعطيل أنظمته مؤقتًا.
استراتيجيات الوقاية
- استخدام مواد واقية من الإشعاع (Radiation Shielding).
- أنظمة دفع صغيرة لتصحيح المدار وتجنب الاصطدام.
- بروتوكولات تشفير قوية للاتصالات الفضائية.
- تدريب فرق التحكم على محاكاة فقدان السيطرة (Emergency Drills).
المعايير الدولية
- ISO 24113: Space Debris Mitigation Requirements.
- NASA-STD-8719.14 لإدارة الحطام الفضائي.
- ITU Regulations لتنظيم ترددات الاتصالات الفضائية.
- ISO 45001 لإدارة سلامة وصحة العاملين في المرافق الأرضية.
الأقمار الصناعية الصغيرة (CubeSats) تمثل ثورة حقيقية في الوصول إلى الفضاء، لكنها تكشف في الوقت نفسه عن وجه جديد للمخاطر. إدارة الاصطدامات، الحماية من الإشعاع، وضمان التحكم عن بُعد ليست قضايا تقنية فقط، بل تحديات سلامة شاملة تتطلب تكامل الجهود بين الجامعات، الشركات، والهيئات الدولية. فالفضاء، الذي كان يومًا حكرًا على وكالات كبرى، أصبح ساحة مفتوحة، ما يعني أن ثقافة السلامة يجب أن ترتقي لتواكب هذا الانفتاح وتضمن أن الثورة الفضائية تبقى آمنة ومستدامة.
