Озонова діра 2.0. Супутники, які згоряють в атмосфері, можуть викликати катастрофу

Вчені попереджають, що хімічні речовини, що викидаються при згорянні в атмосфері непрацюючих супутників, можуть пошкодити захисний озоновий шар Землі, якщо будуть реалізовані плани по створенню мегасузірʼїв з десятків тисяч супутників, таких як Starlink від SpaceX, повідомляє Space.com

Дослідники також попереджають, що погано вивчені атмосферні процеси, викликані цими хімічними речовинами, можуть привести до неконтрольованого геоінженерного експерименту, наслідки якого невідомі.

Протягом багатьох років космічна спільнота задовольнялася тим фактом, що кількість метеоритів, які згорають в атмосфері набагато перевищує масу згорають так само непрацюючих супутників. І що навіть зростання їх кількості не змінить цього. "Однак проблема полягає в іншому хімічному складі метеоритів порівняно з штучними супутниками", — говорить Аарон Болі з Університету Британської Колумбії, Канада.

"Щодня в атмосфері згорає 54 тонни метеоритів", — говорить Болі. "Після перших запусків Starlink ми можемо очікувати, що близько 2 тонн мертвих супутників будуть повертатися в атмосферу Землі щодня. Але метеорити переважно складаються з гірських порід, що складаються з кисню, магнію і кремнію. А супутники переважно складаються з алюмінію, який в метеоритах міститься тільки в дуже невеликій кількості, близько 1%".

Вчені говорять, що супутники мають значний потенціал для зміни хімічного складу верхніх шарів атмосфери. Відомо, що при спалюванні алюмінію утворюється оксид алюмінію або окис алюмінію, який може викликати додаткові невивчені побічні ефекти.

"Окис алюмінію відбиває світло з певними довжинами хвиль, і, якщо його буде достатньо в атмосфері, це може змінити альбедо планети", — говорить Болі.

Альбедо — це міра кількості світла, що відбивається матеріалом. Фактично, збільшення альбедо Землі за рахунок збільшення певних типів хімічних речовин у верхніх шарах атмосфери було запропоновано як можливе геоінженерне рішення, яке могло б уповільнити глобальне потепління. Однак, за словами Болі, наукова спільнота відкинула такі експерименти, оскільки недостатньо відомо про їх можливі побічні ефекти.

"Тепер схоже, що ми збираємося провести цей експеримент без будь-якого нагляду або регулювання", — говорить Болі. "Ми не знаємо, як це змінить верхні шари атмосфери".

Алюміній з супутників, які згорають, також потенційно може пошкодити озоновий шар. Болі і його колега Майкл Байєрс цитують дослідження своїх колег з Aerospace Corporation, американської некомерційної дослідницької організації, які виявили локальну шкоду озоновому шару планети, викликану проходженням через атмосферу ракет.

"Ми знаємо, що окис алюмінію дійсно руйнує озон тільки при запуску ракет, тому що багато твердопаливних ракети використовують або мають окис алюмінію як побічний продукт", — говорить Болі. "Це створює маленькі тимчасові діри у стратосферному озоновому шарі. Це одна з найбільших проблем, повʼязаних зі змінами складу атмосфери, які можуть викликати космічні польоти".

Озоновий шар захищає життя на Землі від шкідливого ультрафіолетового випромінювання. Виснаження озону в стратосфері, другому нижньому шарі атмосфери, що простирається на висоті приблизно від 10 до 60 кілометрів, призвело до збільшення ракових захворювань на Землі.

Герхард Дролсхаген з Університету Ольденбурга, Німеччина, каже, що супутники, які повертаються, зазвичай випаровуються на висоті від 90 до 50 км, трохи вище стратосфери, багатою озоном. Однак, додав він, частинки, що утворилися в результаті згоряння супутників, опускаються в нижні шари.

Болі каже, що в міру того, як окис алюмінію опускається в стратосферу, він викликає хімічні реакції, які, швидше за все, викличуть руйнування озону.

Дролсхаген погодився з тим, що, оскільки "супутники переважно зроблені з алюмінію, кількість алюмінію в атмосфері, без сумніву, збільшиться".

У своєму дослідженні Болі та його колеги розглядали тільки вплив першого покоління супутників Starlink, який, як очікується, буде складатися з 12 000 супутників. Більше 1700 з них вже запущені. В результаті кількість активних і непрацюючих супутників на низькій навколоземній орбіті, в області космосу нижче висоти 1000 км, збільшилася на 50% за останні два роки, говорять вчені.

"Проблема у тому, що зараз планується запустити близько 55 000 супутників", — говорить Болі. "Друге покоління Starlink може складатися з 30 000 супутників, а ще є Starnet, який є відповіддю Китаю на Starlink, Amazon Kuiper, OneWeb. Це може привести до безпрецедентних змін у верхніх шарах атмосфери Землі".