راز تداوم فعالیت تلسکوپ فضایی هابل در مدار زمین
تلسکوپ فضایی هابل به رغم رسیدن به سن ۳۶ سالگی، به فعالیتهای علمی خود ادامه میدهد و در این مدت بیش از ۱٫۷ میلیون مشاهده علمی را به ثبت رسانده است. این تلسکوپ در دوران مأموریت خود، بارها و بارها به دور زمین چرخیده و در حال حاضر تعداد دورهای آن از ۲۰۰ هزار عبور کرده که رکوردی است که به ندرت توسط سیستمهای مداری فعال دیگر ایجاد شده است.
تلسکوپ فضایی هابل در مداری تقریباً دایرهای شکل و در فاصله ۴۷۰ تا ۴۷۵ کیلومتری از سطح زمین قرار دارد. این تلسکوپ هر بار در حدود ۹۴ دقیقه زمین را دور میزند و تکرارهای مستمر این گردشها موجب گردیده است که هابل در طول دوره فعالیتش بیش از ۲۰۰ هزار بار به دور سیاره ما بچرخد.
در اطراف زمین، برخی از اجرام قدیمیتر نیز وجود دارند که همچنان به دور سیاره میچرخند. برخی از این اجرام ممکن است نه تنها در چند دهه آینده بلکه حتی قرنها در مدار بمانند. دلیل این وضعیت ارتفاع بالاتر مدار آنها است. حتی در ارتفاعات حدود ۵۰۰ کیلومتر یا بیشتر از آن، هنوز لایههای فوقانی و بسیار رقیق جو زمین وجود دارد که علیرغم چگالی کم، قادر به تولید مقداری مقاومت آیرودینامیکی هستند.
این مقاومت به تدریج از سرعت ماهواره میکاهد. زمانی که سرعت یک ماهواره کاهش مییابد، آن ماهواره در ارتفاع کمتری به دور زمین حرکت میکند. در ارتفاعهای پایینتر، مقاومت جوی بیشتر شده و این مقاومت موجب کند شدن حرکت ماهواره میشود، که به نوبه خود باعث میشود در اثر گرمای ناشی از ورود به جو بسوزد. بنابراین، ماهوارههایی که در ارتفاعات کمتری قرار دارند، هرچند با سرعت بیشتری به دور زمین میچرخند، اما معمولاً عمر کمتری دارند.
ونگارد ۱؛ نخستین و کهنترین ماهواره فضایی
ونگارد ۱ به عنوان قدیمترین ماهواره فضایی موجود در جهان، در ماه مارس ۱۹۵۸ به فضا ارسال شد. تا زمان نگارش این مطلب، ونگارد ۱ بیش از ۲۷۴٬۵۵۰ بار به دور زمین چرخیده است. این ماهواره به خاطر مداری که در آن قرار دارد، همچنان در فضا باقی مانده و برآوردها نشان میدهد که ونگارد ۱ تا سال ۲۱۹۸ از مدار خارج نخواهد شد، به همین دلیل ممکن است این ماهواره در نهایت رکورددار بیشترین تعداد دور به دور زمین شود.
دو ماهواره علمی دیگر نیز توانستهاند تعداد گردشهای بیشتری نسبت به ونگارد ۱ ثبت کنند. نخستین آنها اکسپلورر ۷ است که در ماه اکتبر ۱۹۵۹ به فضا پرتاب شد و اکنون بیش از ۳۴۷٬۴۴۰ بار به دور زمین چرخیده است. ماهواره دوم، تیروس ۱ نام دارد که از مارس ۱۹۶۰ به مدار زمین وارد شده و تعداد دایرههایش به بیش از ۳۵۲٬۶۴۰ میرسد و از جهات تعداد گردش مداری بالاتر از اکسپلورر ۷ و ونگارد ۱ قرار دارد.
ماهواره تیروس ۲ در سال ۲۰۱۴ از مدار خارج شد، اما تیروس ۳ همچنان در ارتفاعات مداری قرار دارد و میتواند به زودی با این ماهوارههای رکورددار وارد رقابت شود.
نقش مدارهای بیضوی در ثبت گردشهای مداری
ونگارد ۱، اکسپلورر ۷ و تیروس ۱ در مدارهای بیضوی مستقر شده بودند که با وجود فاصلهای نسبتاً زیاد از زمین، سرعت مداری بالایی داشتند. این ویژگی قابلیت گردش چندباره به دور زمین را به این ماهوارهها اعطا کرده و تعداد زیادی گردش مداری را به ثبت رسانده است.
با این حال، مأموریتهای این ماهوارهها زمان زیادی طول نکشید و باقی ماندن بقایای آنها در مدار نزدیک به زمین به عنوان یک مسئله جدی قلمداد میشود. این بقایا به زبالههای فضایی تعلق دارند و خود یکی از چالشهای جدی در عملیاتهای فضایی به حساب میآید.
ایستگاه فضایی بینالمللی؛ ثبت بیش از ۱۵۲ هزار گردش
ایستگاه فضایی بینالمللی نیز یکی از اجرام نسبتاً کهن در مدار زمین است که تاکنون بارها به دور سیاره ما چرخیده است. این ایستگاه تقریبا هر ۹۳ دقیقه یکبار گردش خود را کامل میکند، به همین دلیل ایستگاه فضایی بینالمللی در هر روز بیش از ۱۵ مرتبه به دور زمین میچرخد.
نخستین ماژول این ایستگاه در سال ۱۹۹۸ به فضا پرتاب گردید و از آن زمان تاکنون تقریبا ۱۵۲٬۸۰۰ بار به دور زمین چرخیده است. این تعداد به طور مداوم افزایش مییابد چرا که ایستگاه هنوز به فعالیتهای خود در مدار ادامه میدهد. همچنین انسانها به مدت تقریباً ۲۶ سال است که در این ایستگاه حضور دارند.
از آنجا که تعداد گردشهایی که انسانها در این ایستگاه انجام دادهاند هنوز به مرز ۱۵۰ هزار نرسیده است، پیشبینی میشود که این مرز در تاریخ دوم آوریل ۲۰۲۸ شکسته شود، و هر کسی که در آن هفته در ایستگاه فضایی بینالمللی حاضر باشد، میتواند شاهد ثبت این رکورد باشد.