Компания SpaceX Илона Маска объявила, что утилизирует 100 спутников Starlink в течение следующих шести месяцев после того, как обнаружила конструктивный недостаток, который может привести их к выходу из строя. Так как они могут представлять угрозу для других космических кораблей, SpaceX сведет эти спутники с орбиты, чтобы они сгорели в атмосфере.
Ученые, изучающие атмосферу, все больше обеспокоены тем, что такого рода явный провал космического сектора приведет к дальнейшему изменению климата на Земле. Одна команда недавно и неожиданно обнаружила потенциально озоноразрушающие металлы с космических кораблей в стратосфере, части атмосферы, где формируется озоновый слой.
Относительная низкая околоземная орбита, где находятся спутники, контролирующие экосистемы Земли, становится все более перегруженной: только у Starlink на орбите находится более 5 тыс. космических аппаратов. Поэтому очистка от мусора является приоритетом для космического сектора. Недавно запущенные космические корабли также должны быть убраны с орбиты в течение 25 лет (США недавно ввели более строгое, пятилетнее правило), либо путем перемещения вверх на так называемую «кладбищную орбиту», либо путем спуска в атмосферу Земли.
Спутники на более низкой орбите обычно проектируются так, чтобы использовать оставшееся топливо и силу гравитации Земли для повторного входа в атмосферу. При контролируемом входе космический корабль входит в атмосферу в заранее установленное время и приводняется в самой отдаленной части Тихого океана в точке Немо (также известной как кладбище космических кораблей). При неконтролируемом входе космическому кораблю приходится сгорать в атмосфере.
НАСА и Европейское космическое агентство продвигают эту форму утилизации как часть философии дизайна, называемой «проектирование ради гибели». Создание, запуск и эксплуатация спутника, достаточно прочного, чтобы функционировать в агрессивном космическом пространстве, но при этом способного легко развалиться и сгореть при входе в атмосферу, чтобы избежать попадания опасных обломков на поверхность Земли, является экологической проблемой.
Прежде чем получить лицензию, операторы спутников должны доказать, что их конструкция и планы возвращения в атмосферу имеют низкий уровень угрозы человеку, но существует некоторое беспокойство по поводу воздействия на верхние слои атмосферы Земли на этапе входа. Первоначально ни космический сектор, ни астрофизики не считали сгорание спутников при входе в атмосферу серьезной угрозой для окружающей среды, по крайней мере для атмосферы. В конце концов, количество частиц, выброшенных космическими аппаратами, невелико по сравнению с 440 т метеоритов, которые ежедневно попадают в атмосферу вместе с вулканическим пеплом и антропогенными загрязнениями в результате промышленных процессов на Земле.
Так неужели ученые, занимающиеся атмосферным климатом, слишком остро реагируют на присутствие частиц космического корабля в атмосфере? Их опасения основаны на 40-летних исследованиях причин образования озоновых дыр над южным и северным полюсами, которые впервые широко наблюдались в 1980-х годах. Сегодня они знают, что потеря озона вызвана искусственными промышленными газами, которые сочетаются с естественными и очень высотными полярными стратосферными облаками или перламутровыми облаками. Поверхности этих эфирных облаков действуют как катализаторы, превращая безвредные химические вещества в более активные формы, которые могут быстро разрушить озон .
Дэн Чикзо — ученый-атмосферник из Университета Пердью в США и соавтор недавнего исследования, обнаружившего в стратосфере вещества, разрушающие озоновый слой, объясняет, что вопрос в том, помогут ли новые частицы с космического корабля формированию этих облаков и приведут ли к потере озона в то время, когда атмосфера Земли только начинает восстанавливаться. Еще большее беспокойство у ученых-атмосферников, таких как Чикзо, вызывает то, что всего несколько новых частиц могут создать больше подобных типов полярных облаков не только в верхних слоях атмосферы, но и в нижних ее слоях, где формируются перистые облака.
Перистые облака — это тонкие ледяные облака, которые можно увидеть высоко в небе, на высоте более шести километров. Они имеют тенденцию пропускать солнечное тепло, но затем задерживают его на выходе. Поэтому теоретически большее количество перистых облаков может привести к дополнительному глобальному потеплению вдобавок к тому, что мы уже наблюдаем из-за парниковых газов, но это еще изучается.
Чикзо также объясняет, что, по неофициальным данным, высотные облака над полюсами меняются, но пока неизвестно, что вызывает это изменение, — естественные частицы, такие как метеориты или вулканические обломки, или неестественные частицы космических кораблей. Это предстоит узнать.
Есть некоторые исследования ученых-атмосферников, строителей космических кораблей и астрофизиков, но они недостаточно строгие и сфокусированные, чтобы принимать обоснованные решения, в каком направлении двигаться. Некоторые астрофизики утверждают, что частицы оксида алюминия из космического корабля вызовут химические реакции в атмосфере, которые, вероятно, будут разрушать озон. Ученые, детально изучающие тему, не выяснили это из-за отсутствия достаточных научных доказательств. Они знают, что частицы космического корабля находятся в стратосфере, но что это означает для озонового слоя или климата, пока неизвестно.
Ученые также поняли, что, если они будут ждать, пока не появятся неоспоримые доказательства их теории, может быть слишком поздно, как в случае с потерей озона. Это постоянная дилемма. Преувеличить результаты исследований, чтобы получить больше поддержки, — это путь в исследовательский ад, и отрицатели будут использовать плохие результаты позже, чтобы дискредитировать исследование. Они также не хотят использовать популистские мнения.
Недавнее исследование предполагает, что жизнь на Земле не возникла здесь самостоятельно, а распространилась через космическую пыль. Панспермия — это гипотеза о том, что жизнь может возникать на одной планете и быть перенесена на другую с помощью космических объектов. Новое исследование разделяет эту идею и проводит расчеты, чтобы определить скорость, с которой жизнь могла распространяться по галактике.