مسباران توأمان ومصيران مختلفان

في أغسطس 2012، غادرت مركبتان متطابقتان الأرض معًا: مسبارا فان ألن، A وB، اللذان بُنيا لدراسة أحزمة الإشعاع المحيطة بكوكبنا. تشاركا الشكل الثُّماني نفسه، والألواح الشمسية الأربعة نفسها، والمدار نفسه شديد الاستطالة المائل بزاوية 10.2 درجة. وبعد انتهاء مهمتهما العلمية، أُطفئ المسبار B في 19 يوليو 2019 والمسبار A في 18 أكتوبر 2019. ووفقًا لتوقعات أُجريت قبل المهمة، كان ينبغي أن يبقى كلاهما في المدار حتى 2034.

لكن ذلك لم يحدث. فقد عاد المسبار A إلى الغلاف الجوي في 11 مارس 2026. ولا يزال المسبار B في المدار — مع أنه أُطفئ قبله ببضعة أشهر. كيف يمكن لتوأمين أُطلقا على المدار نفسه وغمرهما طقس الفضاء نفسه أن ينتهيا بعمرين مختلفين إلى هذا الحد؟

إعادة بناء ثماني سنوات من المدارات

أعادت عائشة أشرف (Ayisha Ashruf) وزملاؤها في مركز فيكرام سارابهاي للفضاء والمعهد الهندي لعلوم وتكنولوجيا الفضاء، وكلاهما في ثيروفانانثابورام بالهند، بناء مسار كل مسبار انطلاقًا من بيانات مدارية علنية، نقطة كل 15 ثانية. ولكل موقع، قدّر نموذج جوي كثافة الهواء الرقيق في الغلاف الجوي العلوي — الغلاف الحراري (الثرموسفير) — بحسب نشاط الشمس والمجال المغناطيسي للأرض في تلك اللحظة.

في الجزء المنخفض من مداريهما المستطيلين، قرب أقرب نقطة إلى الأرض المسماة الحضيض، كان المسباران يلامسان هذا الهواء الرقيق. وكل مرور كان يبطئهما قليلًا. هذا هو السحب الجوي، القوة الرئيسية التي تُسقط الأقمار الصناعية.

فجوة صغيرة لا تكفّ عن الاتساع

حتى 2022، تطوّر المسباران بخطى متوازية. لكن منذ 2021 بدأ حضيضاهما يتباعدان. والغريب أن المسبار B نزل أعمق في البداية — نحو 180 كيلومترًا مقابل 200 للمسبار A — لكن المسبار A بقي منخفضًا مدة أطول: إذ ظل حضيضه يتلكأ قرب قاع كل دورة.

في الأعلى: حجم مدارَي المسبار A (أحمر داكن) والمسبار B (أزرق) والفرق بينهما (وردي). في الأسفل: ارتفاع حضيضيهما. الأشرطة المظللة: مراحل تقفز فيها الفجوة؛ والخط البرتقالي: عاصفة مايو 2024. — الشكل 1، Ashruf et al. (2026)، arXiv:2610.05372.

منذ أواخر 2022، صارت الفجوة واضحة. فقد هبط حضيض المسبار A إلى ما دون نحو 190 كيلومترًا بينما بقي حضيض B فوقه. وبين منتصف 2023 و2025، نزل A إلى نحو 160 كيلومترًا، وB إلى نحو 180. ووفقًا للنص، بحلول 2025 كان المسبار A قد أمضى نحو 39 ساعة أكثر من توأمه دون ارتفاع 263 كيلومترًا.

وحتى عند الارتفاع نفسه، لم يعد المسباران يلاقيان الهواء نفسه: فقد صارا يعبران الغلاف الجوي المنخفض عند خطوط عرض وطول وأوقات من اليوم مختلفة. الشمس نفسها، والعواصف نفسها، لكن ليس الغلاف الجوي نفسه.

الحلقة المفرغة للسحب

يتكاثف الهواء بسرعة كبيرة كلما انخفضنا. فقضاء وقت أطول قليلًا في الأسفل يعني سحبًا أكبر بكثير. والسحب الأكبر يخفض المدار، ما يأخذ المسبار إلى أسفل أكثر، حيث الهواء أكثف. ويصف المؤلفون هذه التغذية الراجعة المضخِّمة بأنها جوهر القصة: فرق أولي صغير يغذّي نفسه.

العواصف مُسرِّعات

دفع طقس الفضاء في الاتجاه نفسه:

• في أكتوبر 2022، تتزامن سلسلة من العواصف المغناطيسية الأرضية المتواضعة مع أول قفزة واضحة في الفجوة. وفي تلك اللحظة كان المسبار A قرب 180 كيلومترًا بالفعل، وB فوق 200. ويذكّر المؤلفون بأن عاصفة معتدلة في فبراير 2022 كانت قد تسببت في فقدان 38 قمرًا من أقمار ستارلينك بنفخها الهواء قرب 200 كيلومتر.
• تتزامن عواصف قوية في ديسمبر 2023، ثم في مارس وأغسطس 2024، كلٌّ منها مع اتساع جديد للفجوة.
• خلال عاصفة «غانون» في مايو 2024، يبدو أن تعافي المسبار A قد تباطأ، لا تعافي B. وكان المسباران يمرّان حينها في أوقات مختلفة من المساء، وهو ما قد يكون مؤثرًا.
• وفي الخلفية، كانت الشمس تستيقظ: فإشعاعها فوق البنفسجي يتزايد منذ 2019 مع الدورة الشمسية الجديدة، فيكثّف الغلاف الجوي العلوي ويجعل كل فرق صغير في المدار أكثر كلفة.

دروس للمدارات المزدحمة

لا تفسّر عاصفة واحدة ذلك: فالتباعد ناتج عن فروق صغيرة في المدار، ضخّمتها مرارًا وتكرارًا العواصفُ والارتفاعُ الحاد لكثافة الهواء مع العمق. ويقرّ المؤلفون بحدود أدواتهم — نموذج جوي متوسط يقلل من تقدير العواصف، وبيانات مدارية تصبح ضبابية أثناء الهبوط الأخير، وفقدان طاقة محسوب اضطُرّوا إلى تقليصه عشر مرات ليطابق المرصود. ومع ذلك يستنتجون أن مركبتين على مدارين شبه متطابقين قد تنتهيان بعمرين مختلفين جدًا تحت السماء نفسها — وهو درس للتنبؤ بموعد سقوط الأقمار الصناعية والحطام الفضائي.