لماذا لا نرى الأقمار الاصطناعية بأعيننا؟
لطالما شكّلت الأقمار الاصطناعية جزءًا محوريًا من البنية التحتية الحديثة للاتصالات، والملاحة، والمراقبة الجوية، والتجسس، واستكشاف الفضاء، ومع ذلك فإن الغالبية العظمى من البشر لا يرونها بأعينهم المجردة. وقد يُثير ذلك فضول الكثيرين: إذا كانت هذه الأقمار تدور حول الأرض وتملأ الفضاء القريب، فلماذا لا نستطيع رؤيتها بسهولة كما نرى النجوم أو الطائرات أو حتى القمر نفسه؟ للإجابة عن هذا التساؤل، لا بد من التطرق إلى العديد من العوامل الفيزيائية والبصرية والهندسية التي تحدد ما إذا كنا نستطيع رؤية جسم ما في السماء بالعين المجردة، ومن ثم تطبيقها على طبيعة الأقمار الاصطناعية.
أولاً: الحجم الصغير مقارنة بالمسافة
من أهم العوامل التي تؤثر في إمكانية رؤية أي جسم هو حجمه مقارنة بالمسافة التي يفصلنا عنه. فحتى نتمكن من رؤية جسم معين، لا بد أن يكون كبيرًا بدرجة كافية بحيث تعكس أبعاده زاوية رؤية يمكن للعين البشرية أن تلتقطها. الأقمار الاصطناعية غالبًا لا يتجاوز حجمها حجم سيارة صغيرة أو حافلة مدرسية في أفضل الأحوال. وعندما تكون هذه الأجسام على ارتفاعات تتراوح بين 200 كيلومتر إلى أكثر من 36 ألف كيلومتر، فإن حجمها النسبي بالنسبة لنا يصبح ضئيلًا للغاية.
ويُطلق على هذه الظاهرة في البصريات اسم “القطر الزاوي” أو Angular Diameter، وهو الزاوية التي يشغلها الجسم في مجال رؤية العين. ولأن القطر الزاوي للأقمار الاصطناعية في الغالب لا يتجاوز بضعة أجزاء من الثانية القوسية، فإن قدرتنا على التمييز البصري تصبح محدودة ولا تسمح لنا بمشاهدتها إلا في ظروف معينة، إن أمكن.
ثانيًا: ضعف انعكاس الضوء
حتى نتمكن من رؤية جسم في السماء ليلاً أو نهارًا، يجب أن يعكس كمية كافية من الضوء إلى أعيننا. الأقمار الاصطناعية لا تُصدر ضوءًا من ذاتها، بل تعتمد على ضوء الشمس المنعكس عنها لتُرى من الأرض. ومع ذلك، فإن العديد من العوامل تؤثر على كمية الضوء المنعكس، مثل:
-
مادة تصنيع القمر الصناعي: ليست جميع الأقمار مطلية بمواد عاكسة للضوء، بل تكون في الغالب مغطاة بمواد مقاومة للحرارة أو مزودة بألواح شمسية تمتص الضوء بدلًا من عكسه.
-
زاوية انعكاس الضوء: لا يعكس القمر الصناعي الضوء مباشرة نحو الأرض إلا إذا كانت الزاوية بين الشمس والقمر الصناعي والمراقب مناسبة.
-
موضع الشمس: معظم الأقمار تُرى فقط في الأوقات القريبة من شروق الشمس أو غروبها عندما تكون الشمس تحت الأفق ولكن لا يزال ضوءها يصل إلى الأقمار الصناعية الواقعة في الطبقات العليا من الغلاف الجوي.
ثالثًا: سرعة الحركة على السماء
الأقمار الاصطناعية تدور حول الأرض بسرعات عالية جدًا، وتتراوح بين 7.8 كيلومتر/ثانية في المدارات المنخفضة (LEO) إلى سرعات أقل في المدارات الأعلى مثل المدار الجغرافي المتزامن (GEO). هذه السرعة العالية تجعل مرورها في السماء سريعًا جدًا بحيث لا يمكن تثبيت النظر عليها، وغالبًا تمر في غضون دقائق أو ثوانٍ. كما أن العين المجردة غير قادرة على تتبع حركة سريعة بهذا الشكل، إلا إذا كان الجسم يعكس ضوءًا قويًا كفاية ويمكن رؤيته لفترة مناسبة.
رابعًا: التلوث الضوئي والغلاف الجوي
البيئة المحيطة بمكان الرصد تلعب دورًا مهمًا في رؤية الأجسام السماوية، والأقمار الصناعية ليست استثناءً. فالمناطق الحضرية تعاني من تلوث ضوئي شديد ناتج عن الإضاءة الصناعية في الشوارع والمباني، مما يقلل التباين بين الجسم السماوي والسماء الخلفية. وبالتالي فإن حتى الأقمار التي تعكس الضوء جيدًا قد لا تكون مرئية من المدن.
إضافة إلى ذلك، فإن الغلاف الجوي نفسه يمكن أن يسبب تشتتًا في الضوء ويقلل من وضوح الأجسام في السماء، خاصة إذا كانت الأحوال الجوية غير ملائمة، مثل وجود غبار، أو سحب، أو رطوبة عالية.
خامسًا: ارتفاع المدار ودوره في الرؤية
يتم تصنيف الأقمار الصناعية حسب الارتفاع إلى ثلاث فئات رئيسية:
| نوع المدار | الارتفاع التقريبي | أمثلة | قابلية الرؤية |
|---|---|---|---|
| المدار المنخفض (LEO) | من 160 إلى 2000 كم | أقمار التجسس، محطة الفضاء الدولية | يمكن رؤيتها أحيانًا |
| المدار المتوسط (MEO) | من 2000 إلى 35786 كم | أقمار GPS والملاحة | نادرًا ما تُرى |
| المدار الجغرافي الثابت (GEO) | حوالي 35786 كم | أقمار الاتصالات والبث | غير مرئية بالعين المجردة |
كلما زاد ارتفاع القمر الصناعي، كلما صغر حجمه الظاهري في السماء، وأصبح من الصعب رؤيته بالعين. الأقمار الصناعية في المدار الجغرافي الثابت مثلًا لا تظهر أبدًا للعين المجردة لأنها تظل فوق خط الاستواء وتتحرك بسرعة تتزامن مع دوران الأرض، مما يجعلها تبدو وكأنها ثابتة في السماء، لكنها صغيرة جدًا من حيث القطر الزاوي ولا تعكس ضوءًا كافيًا.
سادسًا: حالات خاصة لرؤية الأقمار الصناعية
على الرغم من كل العوامل التي تجعل رؤية الأقمار الصناعية أمرًا نادرًا، إلا أن هناك بعض الاستثناءات التي تسمح لنا أحيانًا برؤيتها، مثل:
-
محطة الفضاء الدولية (ISS): يمكن رؤيتها بالعين المجردة في ظروف مناسبة لأنها كبيرة نسبيًا (عرضها يتجاوز 100 متر) وتدور في مدار منخفض (حوالي 400 كم)، وتعكس الضوء بشكل جيد.
-
أقمار ستارلينك (Starlink): في بداية إطلاقها، كانت هذه الأقمار تعكس ضوء الشمس بشكل كبير، مما جعلها مرئية كسلسلة من النقاط المضيئة المتحركة، وأثارت جدلًا بين علماء الفلك والمراقبين.
-
توهجات الأقمار الصناعية (Satellite Flares): بعض الأقمار، مثل أقمار Iridium القديمة، كانت تحتوي على هوائيات عاكسة تعكس ضوء الشمس مباشرة نحو الأرض مما يُحدث توهجًا لامعًا يمكن رؤيته بوضوح.
سابعًا: التكنولوجيا تساعدنا على الرؤية
في الوقت الذي تعجز فيه العين البشرية عن التقاط رؤية الأقمار الصناعية في معظم الأحيان، فإن الأجهزة البصرية الحديثة مثل التلسكوبات والمناظير الليلية والكاميرات المزودة بعدسات حساسة قادرة على التقاط صور دقيقة لهذه الأجسام. كما أن هناك مواقع إلكترونية وتطبيقات تستخدم بيانات الأقمار المدارية لتحديد أماكن تواجدها في السماء في أوقات معينة، مما يُمكّن المهتمين من مراقبتها في اللحظات المناسبة.
ثامنًا: كثافة الأقمار الصناعية وتوزيعها
رغم وجود أكثر من 9000 قمر صناعي نشط وغير نشط يدورون حول الأرض وفقًا لبيانات “الاتحاد الدولي للاتصالات” و”وكالة الفضاء الأوروبية”، فإن كثافتهم لا تزال صغيرة جدًا عند النظر إلى حجم الكرة الأرضية. إذ إن الفضاء واسع، وتوزيع الأقمار الصناعية يتم على مستويات متعددة وضمن مسارات محددة، وهذا يعني أن السماء لا تعج بها كما يتخيل البعض.
تاسعًا: الغموض في الإدراك البشري
تلعب العوامل النفسية والمعرفية دورًا أيضًا في تفسير سبب عدم رؤيتنا للأقمار الصناعية، حتى عندما تمر أمامنا. فالعقل البشري مُهيأ للتركيز على الأجسام المعروفة والمألوفة، كالنجوم والكواكب والطائرات. أما النقاط الصغيرة التي تمر بسرعة، فقد لا يتم التعرف عليها، أو يتم تجاهلها على أنها أجسام طائرة أو شهب، خاصة إذا لم يكن الشخص مدرّبًا على رصد السماء.
عاشرًا: الاعتبارات الأمنية وبعض القيود
بعض الأقمار الاصطناعية، خاصة تلك المستخدمة لأغراض عسكرية أو استخباراتية، يتم تصميمها بحيث لا تكون مرئية، أو لا يتم الإعلان عن مداراتها. وقد يتم تزويدها بمواد تمتص الضوء أو تحد من الانعكاس. وبهذا، فإن عدم رؤيتنا لها أحيانًا قد يكون مقصودًا لأسباب تتعلق بالخصوصية والأمن القومي لبعض الدول.
الخلاصة العلمية
تعود الأسباب الرئيسية التي تجعلنا لا نرى الأقمار الاصطناعية بالعين المجردة إلى عدة عوامل متداخلة تشمل صغر حجمها النسبي، وبعدها الكبير، وضعف الضوء المنعكس عنها، إضافة إلى تأثيرات الغلاف الجوي والتلوث الضوئي والسرعة العالية التي تتحرك بها. وفي الوقت ذاته، فإن بعض الأقمار الصناعية يمكن رؤيتها في ظروف مثالية خلال الفجر أو الغروب، إذا كانت تمر ضمن نطاق مرئي وتعكس كمية مناسبة من ضوء الشمس. ومع التزايد المتسارع في إطلاق الأقمار الصناعية، لا سيما في برامج مثل Starlink، فقد تصبح رؤيتها مشهدًا أكثر شيوعًا في سماء المستقبل.
المراجع:
-
European Space Agency (ESA) – Satellite Tracker Reports
-
NASA – Human Eye and Astronomical Observation Limits
