Дыра в озоновом слое, основной линии обороны Земли, поглощающем большую часть ультрафиолетовых лучей солнца, медленно заживала за последние несколько десятилетий после глобального запрета на хлорфторуглероды (ХФУ). Но теперь ученые бьют тревогу по поводу прорыва новой дыры в озоновом слое — на этот раз без каких-либо заметных причин. Однако причина известна, правда ее местоположение несколько непривычно. Катализатором появления новых озоновых дыр является ухудшение качества алюминия в спутниках, таких как сеть Starlink от SpaceX .
Для понимания: спутник — это искусственный объект, выведенный на низкую околоземную орбиту (НОО) на запланированный срок службы. Исследователи из Университета Британской Колумбии в своем новом исследовании Scientific Reports сообщают, что существует около 5000 активных и неработающих спутников на НОО, в будущем планируется более 40 000 спутников Starlink, а также спутниковые проекты национальных космических агентств и частных компаний по всему миру.
На спутники долгое время не обращали внимания потому как, ученые десятилетиями сравнивали спутниковый "мусор" с количеством материала, выпавшего и сожженного в нашей атмосфере метеоритами. Пока метеориты по объему составляли гораздо больше материала, но почти не причиняли вреда планете, насколько плохими могут быть спутники, созданные человеком? Оказывается, дело в качестве, а не в количестве.
Ежедневно к нам поступает около 60 тонн метеороидного материала. С первым поколением Starlink мы можем ожидать, что около 2,2 тонны мертвых спутников будут ежедневно повторно входить в атмосферу Земли. Но метеороиды в основном состоят из горных пород, состоящих из кислорода, магния и кремния. Эти спутники в основном состоят из алюминия, который в метеороидах содержится в очень небольшом количестве, около 1%.
Алюминий — ключ ко всему, что здесь поставлено на карту. Во-первых, он сгорает до отражающего оксида алюминия или глинозема, что может превратиться в невольный геоинженерный эксперимент, который изменит климат Земли. Во-вторых, оксид алюминия может повредить озоновый слой и даже пробить новую дыру. Давайте рассмотрим каждую угрозу отдельно и попробуем разобраться.
Геоинженерия — это общий термин для технологий, которые стремятся изменить климат или другие физические реалии планеты. Основное значение, которое большинство людей ассоциирует с этим словом, - это солнечная геоинженерия , экспериментальная идея для борьбы с изменением климата. Да, это включает запуск отражающих аэрозолей, которые "заблокируют солнце", отразив часть его излучения обратно в космос, заметно охладив планету.
Но мы просто не знаем, как крупномасштабная геоинженерия может повлиять на климат планеты. Любые современные предположения не далеко ушли от научной фантастики. Оксид алюминия рассеивает больше света, чем стекло, с показателем преломления около 1,76 по сравнению с 1,52 для стекла и около 1,37 для простого алюминия. Итоги его накопления в атмосфере непредсказуемы.
Антропогенное отложение алюминия в атмосфере уже давно предлагается в контексте геоинженерии как способ изменить температуру Земли. Эти предложения были противоречивыми с научной точки зрения, и контролируемые эксперименты встретили существенное сопротивление. Большое количество спутников могут начать неконтролируемый эксперимент.
Что же тогда с озоновым слоем? И снова оксид алюминия выходит на первый план. Когда алюминий горит, он может химически реагировать с озоном в воздухе с образованием оксида алюминия, тем самым истощая естественные защитные запасы озона в атмосфере. Атмосфера может поглотить небольшое количество этих химикатов без вредного воздействия, но, если задействованы десятки тысяч спутников, количество химических реакций естественным образом возрастет.
Это в дополнение к ущербу, наносимому озоном при каждом запуске ракеты, выводящей спутники на НОО. В то время как спутники обычно растворяются над стратосферой, где содержится больше всего озона, твердые частицы могут медленно спускаться вниз, в стратосферу, чтобы там вступить в реакцию с озоном, сказал Space.com ученый Герхард Дролшаген, эксперт по метеороидному материалу. Оксид алюминия опустится до этого уровня и впоследствии вызовет потери.
Печальное будущее или...?
Итак, что же все это нам дает? Огромное количество спутников уже одобрено к запуску в ближайшие годы — во всяком случае, это исследование поможет нам лучше понять некоторые из возможных последствий этого.
Во-первых, говорят исследователи, это неадекватная политика, регулирующая правила окончания срока службы спутников. Что-то более строгое могло бы принять во внимание все факторы, связанные, как, например, с популярным Starlink Илона Маска, огромным множеством спутников, которые необходимо часто заменять.
Во-вторых, Межагентский координационный комитет по космическому мусору рекомендует, но не может требовать, чтобы спутники включали в себя технологии предотвращения столкновений и спуска с орбиты, которые увеличивают стоимость. Легко увидеть, как складываются эти затраты, когда одновременно планируются десятки тысяч сателлитов.
Исследователи считают, что отсутствие единого свода правил — огромная проблема. Национальные регулирующие органы, такие как FCC, назначают орбитальные запуски в порядке очереди, без оценки воздействия на другие страны. Это может приводить к одновременному запуску большого числа спутников, что весьма опасно.
Исследователи также говорят, что большое количество запланированных спутников представляет собой угрозу для простой астрономии из-за светового загрязнения и эффективного загромождения неба, создаваемого этими спутниками. Здесь мало понимания того, что орбита Земли является конечным ресурсом, космос и окружающая среда Земли взаимосвязаны, и действия одного участника могут повлиять на всех. Пока это не изменится, мы рискуем стать свидетелями множества космических трагедий.
