Naus espacials que cremen a l'atmosfera superior: quines conseqüències sobre el clima?

aquest article es va publicar inicialment el La conversa al febrer 23, 2024.

SpaceX d'Elon Musk ha anunciat que disposarà de 100 satèl·lits Starlink durant els propers sis mesos, després que va descobrir un defecte de disseny que pot provocar que fracassin. En lloc de córrer el risc de suposar una amenaça per a altres naus espacials, SpaceX "desorbitarà" aquests satèl·lits per cremar-los a l'atmosfera.

Però els científics atmosfèrics estan cada cop més preocupats per aquest tipus aparent volcada de mosca del sector espacial provocarà més canvi climàtic a la Terra. Un equip recentment, i de manera inesperada, es va trobar metalls potencials que esgoten la capa d'ozó de naus espacials a l'estratosfera, la capa atmosfèrica on es forma la capa d'ozó.

La relativa "òrbita terrestre baixa" on satèl · lits seguiment de la Terra ecosistemes es troben cada cop més congestionats: només Starlink té més de 5,000 naus espacials en òrbita. Per tant, netejar les runes és una prioritat per al sector espacial. Les naus espacials recentment llançades també s'han de retirar de l'òrbita en un termini de 25 anys (els Estats Units han implementat recentment un regla de cinc anys) ja sigui desplaçant-se cap amunt fins a l'anomenada "òrbita del cementiri" o cap avall a l'atmosfera terrestre.

Els satèl·lits en òrbita inferior solen estar dissenyats per utilitzar qualsevol combustible restant i l'atracció de la gravetat de la Terra per tornar a entrar a l'atmosfera. En una reentrada controlada, la nau espacial entra a l'atmosfera en un moment preestablert per aterrar a la part més remota de l'oceà Pacífic a les Punt Nemo (també conegut com el cementiri de la nau espacial). En una reentrada incontrolada, les naus espacials segueixen una "desaparició natural" i es cremen a l'atmosfera.

La NASA i l'Agència Espacial Europea promouen aquesta forma d'eliminació com a part d'una filosofia de disseny anomenada "disseny per a la desaparició". És un repte mediambiental construir, llançar i operar un satèl·lit prou robust per funcionar en l'hostilitat de l'espai però també capaç de trencar-se i cremar-se fàcilment en tornar a entrar per evitar que els residus perillosos arribin a la superfície de la Terra. Encara és un treball en curs.

Els operadors de satèl·lit han de demostrar que el seu disseny i els plans de reentrada tenen una baixa taxa de "impacte humà" abans que se'ls concedeixi una llicència. Però hi ha una preocupació limitada pel que fa a l'impacte a l'atmosfera superior de la Terra durant l'etapa de reentrada. Això no és un descuit.

Inicialment, ni el sector espacial ni la comunitat d'astrofísica van considerar que cremar satèl·lits a la reentrada era una amenaça mediambiental greu, almenys per a l'atmosfera. Després de tot, el nombre de partícules de naus espacials alliberades és petit en comparació amb les 440 tones meteoroides que entren a l'atmosfera diàriament, juntament amb la cendra volcànica i la contaminació provocada per l'home dels processos industrials a la Terra.

Males notícies per a la capa d'ozó?

Llavors, els científics del clima atmosfèric estan reaccionant de manera excessiva davant la presència de partícules de naus espacials a l'atmosfera? Les seves preocupacions es basen en 40 anys d'investigació sobre la causa dels forats d'ozó sobre els pols sud i nord, que es van observar àmpliament per primera vegada a la dècada de 1980.

Avui saben que la pèrdua d'ozó és causada per l'home gasos industrials, que combinen amb altitud natural i molt alta núvols estratosfèrics polars o núvols de nacre. Les superfícies d'aquests núvols eteris actuen com a catalitzadors, convertint els productes químics benignes en formes més actives que poden ràpidament destruir l'ozó.

Dan Cziczo és un científic atmosfèric de la Universitat de Purdue als Estats Units i coautor de l'estudi recent que va trobar substàncies que destrueixen la capa d'ozó a l'estratosfera. M'explica que la pregunta és si les noves partícules de les naus espacials ajudaran a la formació d'aquests núvols i provocaran la pèrdua d'ozó en un moment en què l'atmosfera de la Terra és just. començant a recuperar-se.

Més preocupació per als científics atmosfèrics com Cziczo és que només unes poques partícules noves podrien crear més d'aquests tipus de núvols polars, no només a l'atmosfera superior, sinó també a la baixa, on es formen els núvols cirrus. Els núvols cirrus són els núvols de gel prims i febles que podeu veure al cel, a més de sis quilòmetres. Acostumen a deixar passar la calor del sol, però després l'atrapen a la sortida, de manera que, en teoria, més núvols cirrus podrien afegir un escalfament global addicional al que ja estem veient amb els gasos d'efecte hivernacle. Però això és incert i encara s'està estudiant.

Cziczo també explica que a partir de proves anecdòtiques sabem que els núvols d'altitud sobre els pols estan canviant, però encara no sabem què està causant aquest canvi. Són partícules naturals com meteoroides o restes volcàniques, o partícules no naturals de naus espacials? Això és el que hem de saber.

La nova odissea espacial: equilibrar els interessos privats amb la ciència global

La democratització i la privatització de l'espai estan presentant als científics noves oportunitats i reptes. A mesura que la competència s'intensifica i els interessos econòmics creixen, sorgeix una pregunta: com podem garantir que l'espai segueixi sent un entorn sostenible que beneficiï tota la humanitat?

Les constel·lacions artificials que afecten la ciència astronòmica

L'ISC conversa amb Piero Benvenuti, antic secretari general de la Unió Astronòmica Internacional, sobre Cels foscos i tranquils i les tres interferències artificials que estan afectant l'astronomia.

Preocupat, però no segur

Llavors, com responem a aquesta pregunta? Tenim algunes investigacions de científics atmosfèrics, constructors de naus espacials i astrofísics, però no són prou rigoroses ni enfocades per prendre decisions informades sobre quina direcció prendre. Alguns astrofísics afirmen que les partícules d'alúmina (òxid d'alumini) de les naus espacials provocaran reaccions químiques a l'atmosfera que probablement provocarà la destrucció de l'ozó.

Els científics atmosfèrics que estudien aquest tema en detall no han fet aquest salt, ja que no hi ha prou evidència científica. Sabem que les partícules de les naus espacials es troben a l'estratosfera. Però encara es desconeix què significa això per a la capa d'ozó o el clima.

És temptador exagerar els resultats de la investigació per obtenir més suport. Però aquest és el camí cap a l'infern de la investigació, i els negadors utilitzaran les troballes pobres en una data posterior per desacreditar la investigació. Tampoc volem fer servir opinions populistes. Però també hem après que si esperem fins que hi hagi proves indiscutibles, pot ser que sigui massa tard, com passa amb la pèrdua d'ozó. És un dilema constant.

També us pot interessar

45a Assemblea Científica del Comitè d'Investigació Espacial (COSPAR)

La 45a Assemblea Científica del Comitè d'Investigació Espacial (COSPAR) se celebrarà a Busan, Corea del Sud, del 13 al 21 de juliol de 2024.

renúncia
La informació, opinions i recomanacions presentades en aquest article són les dels col·laboradors individuals i no reflecteixen necessàriament els valors i creences del Consell Internacional de la Ciència.

Imatge de SpaceX on Unsplash.