Озоновая дыра 2.0. Сгорающие в атмосфере спутники могут вызвать катастрофу

Ученые предупреждают, что химические вещества, выбрасываемые при сгорании в атмосфере неработающих спутников, могут повредить защитный озоновый слой Земли, если будут реализованы планы по созданию мегакозвездий из десятков тысяч спутников, таких как Starlink от SpaceX, сообщает Space.com

Исследователи также предупреждают, что плохо изученные атмосферные процессы, вызванные этими химическими веществами, могут привести к неконтролируемому геоинженерному эксперименту, последствия которого неизвестны.

В течение многих лет космическое сообщество довольствовалось тем фактом, что количество метеоритов, сгорающих в атмосфере намного превышает массу сгорающих так же неработающих спутников. И что даже рост их количества не изменит этого. "Однако проблема заключается в другом химическом составе метеоритов по сравнению с искусственными спутниками", — говорит Аарон Боли из Университета Британской Колумбии, Канада.

"Ежедневно в атмосфере сгорает 54 тонны метеоритов", — говорит Боли. "После первых запусков Starlink мы можем ожидать, что около 2 тонн мертвых спутников будут возвращаться в атмосферу Земли ежедневно. Но метеориты в основном состоят из горных пород, состоящих из кислорода, магния и кремния. А спутники в основном состоят из алюминия, который в метеоритах содержится только в очень небольшом количестве, около 1%".

Ученые говорят, что спутники обладают значительным потенциалом для изменения химического состава верхних слоев атмосферы. Известно, что при сжигании алюминия образуется оксид алюминия или окись алюминия, который может вызвать дополнительные неизученные побочные эффекты.

"Окись алюминия отражает свет с определенными длинами волн, и, если его будет достаточно в атмосфере, это может изменить альбедо планеты", — говорит Боли.

Альбедо — это мера количества света, отражаемого материалом. Фактически, увеличение альбедо Земли за счет увеличения определенных типов химических веществ в верхних слоях атмосферы было предложено в качестве возможного геоинженерного решения, которое могло бы замедлить глобальное потепление. Однако, по словам Боли, научное сообщество отвергло такие эксперименты, поскольку недостаточно известно об их возможных побочных эффектах.

"Теперь похоже, что мы собираемся провести этот эксперимент без какого-либо надзора или регулирования", — говорит Боли. "Мы не знаем, как это изменит верхние слои атмосферы".

Алюминий из сгорающих спутников также потенциально может повредить озоновый слой. Боли и его коллега Майкл Байерс цитируют исследования своих коллег из Aerospace Corporation, американской некоммерческой исследовательской организации, которые выявили локальный ущерб озоновому слою планеты, вызванный прохождением через атмосферу ракет.

"Мы знаем, что окись алюминия действительно разрушает озон только при запуске ракет, потому что многие твердотопливные ракеты используют или имеют окись алюминия в качестве побочного продукта", — говорит Боли. "Это создает маленькие временные дыры в стратосферном озоновом слое. Это одна из самых больших проблем, связанных с изменениями состава атмосферы, которые могут вызвать космические полеты".

Озоновый слой защищает жизнь на Земле от вредного ультрафиолетового излучения. Истощение озона в стратосфере, втором нижнем слое атмосферы, простирающемся на высоте примерно от 10 до 60 километров, привело к увеличению раковых заболеваний на Земле.

Герхард Дролсхаген из Университета Ольденбурга, Германия, говорит, что возвращающиеся спутники обычно испаряются на высоте от 90 до 50 км, чуть выше стратосферы, богатой озоном. Однако, добавил он, частицы, образовавшиеся в результате сгорания спутников, опускаются в нижние слои.

Боли говорит, что по мере того, как окись алюминия опускается в стратосферу, она вызывает химические реакции, которые, скорее всего, вызовут разрушение озона.

Дролсхаген согласился с тем, что, поскольку "спутники в основном сделаны из алюминия, количество алюминия в атмосфере, несомненно, увеличится".

В своем исследовании Боли и его коллеги рассматривали только воздействие первого поколения спутников Starlink, которое, как ожидается, будет состоять из 12 000 спутников. Более 1700 из них уже запущены. В результате количество активных и неработающих спутников на низкой околоземной орбите, в области космоса ниже высоты 1000 км, увеличилось на 50% за последние два года, говорят ученые.

"Проблема в том, что сейчас планируется запустить около 55 000 спутников", — говорит Боли. "Второе поколение Starlink может состоять из 30 000 спутников, а еще есть Starnet, который является ответом Китая на Starlink, Amazon Kuiper, OneWeb. Это может привести к беспрецедентным изменениям в верхних слоях атмосферы Земли".