Naukowcy ostrzegają: katastrofy satelitów mogą spowodować długotrwałe szkody w warstwie ozonowej

Eksplozja rakiety SpaceX Starship w listopadzie 2023 r. wywarła zauważalny wpływ na górne warstwy atmosfery Ziemi. Wykorzystując systemy nawigacji satelitarnej, rosyjscy naukowcy udowodnili, że eksplozja spowodowała powstanie tzw. dziury plazmowej – obszaru, w którym nagle zniknęły naładowane elektrony.

„Zazwyczaj tego typu dziury powstają w wyniku procesów chemicznych, ale w tym przypadku był to bezpośredni skutek eksplozji” – powiedział rosyjskiej agencji informacyjnej TASS badacz Jurij Jasiukiewicz z Instytutu Fizyki Słoneczno-Ziemskiej w Irkucku. Otwór zamknął się ponownie po około godzinie, ale uwolnione cząsteczki mogły mieć trwalszy efekt.

Większym problemem nie są jednak pojedyncze starty rakiet, ale rosnąca liczba satelitów, które SpaceX wysyła w kosmos – tylko po to, by spłonęły ponownie po zaledwie kilku latach.

Od 2019 roku firma wystrzeliła około 7000 satelitów Starlink, a w dłuższej perspektywie liczba ta może wzrosnąć do 42 000. Obecnie około dwie trzecie wszystkich obiektów na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO) należy do floty satelitów Muska. Ponieważ każdy satelita Starlink jest aktywny przez okres około pięciu lat, w przestrzeń kosmiczną stale wysyłane są nowe, a stare spalają się w atmosferze.

Astrofizyk Jonathan McDowell napisał w styczniu 2024 r. na antenie X, że obecnie każdego dnia cztery lub pięć satelitów Starlink jest doprowadzanych do kontrolowanej katastrofy. W nadchodzących latach liczba ta będzie nadal rosła, co może mieć poważne konsekwencje dla atmosfery.

Analiza przeprowadzona w 2023 r. przez amerykańską agencję meteorologiczną NOAA wykazała, że ​​nawet 10 procent cząsteczek w stratosferze składa się z fragmentów stopionego metalu, które podejrzanie przypominają szczątki satelity.

Szczególnie niepokojące jest to, że naukowcy znaleźli ślady niobu i hafnu – rzadkich pierwiastków, które nie występują w naturze, ale są wykorzystywane w satelitach.

„Znacząco zmieniamy skład stratosfery” – powiedział McDowell portalowi CNET. Jest to szczególnie problematyczne, ponieważ stratosfera nie tylko reguluje klimat Ziemi, ale także chroni warstwę ozonową.

Sfinansowane przez NASA badanie, którego wyniki opublikowano w Geophysical Research Letters, dotyczyło wpływu płonących satelitów na warstwę ozonową. Naukowcy doszli do niepokojącego wniosku:

• Podczas wejścia w atmosferę pojedynczy satelita uwalnia około 30 kilogramów nanocząstek tlenku glinu .
• Między 2016 a 2022 rokiem ilość tych cząstek wzrosła ośmiokrotnie .
• W przyszłości do stratosfery może zostać uwolnionych nawet 360 ton nanocząstek tlenku glinu rocznie.

Cząsteczki te uruchamiają procesy chemiczne, które rozkładają ozon i pozostają w atmosferze przez dziesiątki lat, nie ulegając rozkładowi.

Joseph Wang, naukowiec zajmujący się kosmosem na Uniwersytecie Południowej Kalifornii, jest współautorem badania. „Obliczyliśmy, że roczny nadmiar naturalnego tlenku glinu przekracza 640 procent” – powiedział. Może to doprowadzić do znacznego zubożenia warstwy ozonowej. „Jesteśmy bardzo zaniepokojeni”.

Choć niektórzy badacze biją na alarm, inni apelują o ostrożność. „Poczekamy, zobaczymy ” – brzmi ogólna opinia. Dokładne skutki nie zostały jeszcze w pełni zbadane.

„Jeśli wiele ton tlenku glinu jest uwalnianych do atmosfery każdego dnia, z pewnością może to wpłynąć na warstwę ozonową” – powiedział McDowell. „Ale możliwe jest również, że ilości te nie są jeszcze wystarczające, aby spowodować poważne szkody”.

Manuel Metz, ekspert ds. śmieci kosmicznych w Niemieckim Centrum Lotnictwa i Kosmonautyki, w wywiadzie dla Tagesschau przytoczył porównanie do problemu mikroplastiku w oceanach:

„Tworzymy problem mikrocząstek w atmosferze i nie rozumiemy jeszcze, jakie będą długoterminowe konsekwencje”.