Замърсяването на въздуха от повторното влизане на сателити в мегаконстелацията може да причини озонова дупка 2.0

Процесът на атмосферно връщане генерира екстремни топлинни и механични натоварвания, които водят до спътника

Процесът на атмосферно връщане генерира екстремни топлинни и механични натоварвания, които водят до разпадане на спътника на височина около 45 мили. (Изображение кредит: ESA)



Химикалите, освободени като изгорели спътници в атмосферата, могат да повредят защитния озонов слой на Земята, ако плановете за изграждане на мегаконстелации от десетки хиляди спътници, като Starlink на SpaceX, продължат, както е предвидено, предупреждават учените.



Изследователите също така предупреждават, че слабо разбраните атмосферни процеси, предизвикани от тези химикали, могат да доведат до неконтролиран експеримент по геоинженерство, последствията от който са неизвестни.

Години наред космическата общност се задоволяваше с факта, че количеството материал, който изгаря в атмосферата в резултат на срещите на Земята с метеороиди, далеч надхвърля масата на несъществуващи спътници, които срещат същата съдба. Дори появата на мегаконстелации няма да промени това. Проблемът обаче е в различния химичен състав на естествените метеороиди в сравнение с изкуствените спътници, според Аарон Боли, доцент по астрономия и астрофизика в Университета на Британска Колумбия, Канада.



„Имаме 54 тона (60 тона) метеороиден материал, идващ всеки ден“, казва Боли, един от авторите на доклад, публикуван на 20 май в списанието Scientific Reports , каза пред demokratija.eu. „С първото поколение Starlink можем да очакваме около 2 тона (2.2 тона) мъртви спътници, които влизат ежедневно в земната атмосфера. Но метеороидите са предимно скални, които са направени от кислород, магнезий и силиций. Тези спътници са предимно алуминиеви, които метеороидите съдържат само в много малко количество, около 1%. '

Свързани: Мегаконстелацията на спътника Starlink на SpaceX стартира в снимки

Неконтролирано геоинженерство

Учените осъзнаха, че мегасъзвездията имат значителен потенциал да променят химията на горната атмосфера в сравнение с нейното естествено състояние. Но не само това. Изгарянето на алуминий е известно, че произвежда алуминиев оксид, известен също като алуминиев оксид, който може да предизвика допълнителни неизследвани странични ефекти.



'Глиноземът отразява светлината на определени дължини на вълните и ако изхвърлите достатъчно глинозем в атмосферата, ще създадете разсейване и в крайна сметка ще промените албедото на планетата', каза Боли.

Албедо е мярката за количеството светлина, отразено от материал. Всъщност увеличаването на земното албедо чрез изпомпване на определени видове химикали във висшите слоеве на атмосферата се предлага като възможно геоинженерно решение, което може да забави глобалното затопляне. Боли обаче каза, че научната общност е отхвърлила подобни експерименти, защото не се знае достатъчно за възможните им странични ефекти.

„Сега изглежда, че ще проведем този експеримент без никакъв надзор или регулация“, каза Боли. 'Не знаем какви са праговете и как това ще промени горната атмосфера.'



Автомобилът за повторно снабдяване Cygnus, който доставя товари до Международната космическа станция, изгаряйки в атмосферата при повторното му влизане.

Автомобилът за повторно снабдяване Cygnus, който доставя товари до Международната космическа станция, изгаряйки в атмосферата при повторното му влизане.(Изображение кредит: ESA / Александър Герст)

Озонова дупка 2.0

Алуминият от повторно навлизане на спътници също има потенциал да увреди озоновия слой, проблем, добре познат на човечеството, който успешно е решен чрез широко разпространени забрани за използване на хлорофлуоровъглеводороди, химикали, използвани в миналото в аерозолни спрейове и хладилници.

В своя доклад Боли и неговият колега Майкъл Байърс цитират изследване на своите колеги от Aerospace Corporation, американска организация с нестопанска цел, която идентифицира локални щети върху озоновия слой на планетата, предизвикани от преминаването на замърсяващи ракети през атмосферата.

'Ние знаем, че алуминиевият оксид разрушава озона само от самото изстрелване на ракети, защото много ракети на твърдо гориво използват или имат алуминий като страничен продукт', каза Боли. „Това създава тези малки временни дупки в стратосферния озонов слой. Това е едно от най -големите притеснения относно композиционните промени в атмосферата, които космическите полети могат да причинят. “

Озоновият слой защитава живота на Земята от вредното UV лъчение. Изчерпването на озона в стратосферата, вторият най -нисък слой на атмосферата, простиращ се на височина от приблизително 7 до 40 мили (10 до 60 километра), доведе до повишен риск от рак и увреждане на очите за хората на Земята.

Герхард Дролшаген от Университета в Олденбург, Германия, който публикува статии за ефектите на метеороидния материал върху Земята, каза пред demokratija.eu, че повторното влизане на спътници обикновено се изпарява на височина между 55 и 30 мили (90 и 50 км), точно над богата на озон стратосфера. Той обаче добави, че частиците, създадени в резултат на изгарянето на спътниците, в крайна сметка ще потънат в долните слоеве.

Боли каза, че тъй като глиноземът потъва в стратосферата, той ще предизвика химични реакции, които въз основа на съществуващите познания вероятно ще предизвикат разрушаване на озона.

Дролшаген, който не е участвал в скорошното проучване, се съгласи, че тъй като „спътниците са предимно от алуминий, количеството алуминий, депозиран в атмосферата, със сигурност ще се увеличи“.

Опасенията относно въздействието на алуминиевите оксиди върху атмосферата са цитирани от американския телекомуникационен оператор Viasat в искането му до Федералната комисия по съобщенията на САЩ да спре стартирането на мегаконстелацията Starlink на SpaceX докато не бъде направен подходящ екологичен преглед на неговите възможни въздействия.

Зрелищните стратосферни облаци са свързани с разрушаването на озона.

Зрелищните стратосферни облаци са свързани с разрушаването на озона.(Изображение: НАСА / Ламонт Пул)

Учене от грешки в миналото

В своето проучване Боли и колегите му разглеждат само ефектите от първото поколение на мегаконстелацията Starlink, която се очаква да се състои от 12 000 спътника. Повече от 1700 от тях вече са стартирани. В резултат на дейностите на SpaceX (и в по -малка степен на тези на други оператори на съзвездия) броят на активните и несъществуващи спътници на ниска околоземна орбита, районът на космоса под надморската височина от 620 мили (1000 км), се е увеличил с 50 % през последните две години, според вестника.

„Проблемът е, че сега има планове за изстрелване на около 55 000 спътника“, каза Боли. „Starlink второ поколение може да се състои от до 30 000 спътника, след това имате Starnet, което е отговорът на Китай към Starlink, Amazon Kuiper, OneWeb. Това може да доведе до безпрецедентни промени в горната атмосфера на Земята.

Операторите на мегаконстелации, вдъхновени от модела на потребителските технологии, очакват бързо развитие на нови спътници и честа подмяна, като по този начин се очаква голямото количество сателити да изгарят в атмосферата ежедневно.

„Хората са изключително добри в подценяването на способността ни да променяме околната среда“, каза Боли. „Има такова схващане, че няма начин да изхвърлим достатъчно пластмаса в океана, за да направим разлика. Няма начин да изхвърлим достатъчно въглерод в атмосферата, за да направим разлика. Но тук сме. Имаме проблем с замърсяването с океан с пластмаса, продължаваме изменението на климата в резултат на нашите действия и промяната на състава на атмосферата и сме готови да направим същия тип грешка, като използваме пространството. “

Изображението показва диагонални линии, причинени от светлината, отразена от група от 25 спътника Starlink, преминаващи през зрителното поле на телескоп в обсерваторията Лоуел в Аризона по време на наблюдения на галактическата група NGC 5353/4 на 25 май 2019 г.

Влаковете от спътници Starlink разрушават астрономическите наблюдения.(Изображение кредит: Виктория Гиргис/Обсерватория Лоуел)

Астрономи, космически отломки и други

Мегаконстелациите причиняват сериозни притеснения на космическата общност, тъй като увеличават риска от орбитални сблъсъци във вече претрупаната орбитална среда.

По -специално Starlink на SpaceX беше подложена на огън също поради ефектите, които видимите влакове на техните спътници оказват върху астрономическите наблюдения. SpaceX обеща да си сътрудничи с астрономическата общност и да промени дизайна на своите спътници смекчи проблема . Въпреки това, по -рано тази година Международният астрономически съюз поиска от специализиран комитет на ООН да защити девственото нощно небе от светлинно замърсяване от мегаконстелации.

Миналата седмица шефът на европейския доставчик на стартиране ArianeSpace, Стефан Израел, обвини организатора на SpaceX Илон Мъск за монополизиращо пространство и изтласкване на конкурентите.

В допълнение към SpaceX, Мъск спечели признание и със своите фокусирани върху устойчивостта начинания Tesla и Solar City, чиято цел беше да помогнат да се отучи светът от изкопаеми горива. По-рано тази година, Мъск стартира наградата за премахване на въглерод X за 100 милиона долара , най -богатата стимулираща награда в историята. Целта на наградата е да се разработят технологии, които могат да помогнат за предотвратяване на най-лошите последици от изменението на климата, причинено от човека.

SpaceX не отговори на искането на demokratija.eu за коментар.

Следвайте Тереза ​​Пултарова в Twitter @TerezaPultarova. Последвай ни в Twitter @Spacedotcom и нататък Facebook .