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Brennende Raumschiffe in der oberen Atmosphäre: Welche Folgen für das Klima?

Die „niedrige Erdumlaufbahn“ wird zunehmend überlastet, da immer mehr Raumfahrzeuge in der oberen Atmosphäre verglühen. Fionagh Thomson von der Durham University ist neugierig auf die möglichen Auswirkungen dieses Trends auf das Erdklima.

Dieses Artikel wurde ursprünglich am veröffentlicht Das Gespräch Februar 23, 2024.

Elon Musks SpaceX hat angekündigt, in den nächsten sechs Monaten 100 Starlink-Satelliten zu entsorgen einen Konstruktionsfehler entdeckt Das kann dazu führen, dass sie scheitern. Anstatt das Risiko einzugehen, eine Bedrohung für andere Raumschiffe darzustellen, wird SpaceX diese Satelliten „aus der Umlaufbahn bringen“ und in der Atmosphäre verglühen lassen.

Atmosphärenforscher befürchten jedoch zunehmend, dass dies der Fall ist offensichtliches Umkippen der Fliege durch den Raumfahrtsektor werden zu weiteren Klimaveränderungen auf der Erde führen. Ein Team wurde kürzlich und unerwartet gefunden potenziell ozonschädigende Metalle von Raumfahrzeugen in der Stratosphäre, der atmosphärischen Schicht, in der sich die Ozonschicht bildet.

Die relative „erdnahe Umlaufbahn“ wo Satelliten Überwachung der Erde Ökosysteme Die gefundenen Raumschiffe sind zunehmend überlastet – allein Starlink hat mehr als 5,000 Raumschiffe im Orbit. Daher ist die Beseitigung von Trümmern eine Priorität für den Raumfahrtsektor. Auch neu gestartete Raumfahrzeuge müssen innerhalb von 25 Jahren aus der Umlaufbahn entfernt werden (die USA haben kürzlich eine strengere Regelung eingeführt). Fünfjahresregel) entweder durch Aufwärtsbewegung auf eine sogenannte „Friedhofsumlaufbahn“ oder durch Abwärtsbewegung in die Erdatmosphäre.

Satelliten in niedrigeren Umlaufbahnen sind normalerweise so konzipiert, dass sie den verbleibenden Treibstoff und die Anziehungskraft der Erdschwerkraft nutzen, um wieder in die Atmosphäre einzudringen. Bei einem kontrollierten Wiedereintritt tritt das Raumschiff zu einem voreingestellten Zeitpunkt in die Atmosphäre ein, um im entlegensten Teil des Pazifischen Ozeans zu landen Punkt Nemo (auch bekannt als Raumschifffriedhof). Bei einem unkontrollierten Wiedereintritt erleiden Raumschiffe einen „natürlichen Untergang“ und verglühen in der Atmosphäre.

Die NASA und die Europäische Weltraumorganisation fördern diese Form der Entsorgung im Rahmen einer Designphilosophie namens „Design for Demise“. Es ist eine ökologische Herausforderung, einen Satelliten zu bauen, zu starten und zu betreiben, der robust genug ist, um den Feinden des Weltraums standzuhalten, aber gleichzeitig auch in der Lage ist, beim Wiedereintritt leicht aufzubrechen und zu verbrennen, um zu verhindern, dass gefährliche Trümmer die Erdoberfläche erreichen. Es ist noch in Arbeit.

Satellitenbetreiber müssen nachweisen, dass ihr Design und ihre Wiedereintrittspläne eine niedrige „menschliche Trefferquote“ aufweisen, bevor sie eine Lizenz erhalten. Es bestehen jedoch nur begrenzte Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen auf die obere Erdatmosphäre während der Wiedereintrittsphase. Dies ist kein Versehen.

Zunächst betrachteten weder der Raumfahrtsektor noch die Astrophysik das Abbrennen von Satelliten beim Wiedereintritt als eine ernsthafte Bedrohung für die Umwelt – zumindest für die Atmosphäre. Schließlich ist die Zahl der freigesetzten Partikel von Raumfahrzeugen im Vergleich zu 440 Tonnen gering Meteoroiden die täglich in die Atmosphäre gelangen, zusammen mit Vulkanasche und vom Menschen verursachter Verschmutzung durch industrielle Prozesse auf der Erde.

Schlechte Nachrichten für die Ozonschicht?

Reagieren Atmosphärenklimaforscher also überreagiert auf das Vorhandensein von Raumfahrzeugpartikeln in der Atmosphäre? Ihre Bedenken stützen sich auf 40 Jahre Forschung zur Ursache der Ozonlöcher über dem Süd- und Nordpol, die erstmals in den 1980er Jahren weithin beobachtet wurden.

Heute weiß man, dass der Ozonverlust vom Menschen verursacht wird Industriegase, die sich mit natürlicher und sehr großer Höhe verbinden polare Stratosphärenwolken oder Perlmuttwolken. Die Oberflächen dieser ätherischen Wolken wirken als Katalysatoren und verwandeln harmlose Chemikalien schnell in aktivere Formen Ozon zerstören.

Dan Cziczo ist Atmosphärenforscher an der Purdue University in den USA und Mitautor der jüngsten Studie, in der ozonschädigende Substanzen in der Stratosphäre gefunden wurden. Er erklärt mir, dass die Frage sei, ob die neuen Partikel aus Raumfahrzeugen die Bildung dieser Wolken unterstützen und zu einem Ozonverlust führen werden, und zwar zu einem Zeitpunkt, an dem die Erdatmosphäre gerade ist beginnt sich zu erholen.

Für Atmosphärenforscher wie Cziczo ist die Tatsache besorgniserregender, dass nur wenige neue Teilchen mehr dieser Art von Polarwolken erzeugen könnten – nicht nur in der oberen Atmosphäre, sondern auch in der unteren Atmosphäre, wo sich Zirruswolken bilden. Cirruswolken sind dünne, zarte Eiswolken, die man hoch am Himmel, über sechs Kilometer weit, erkennen kann. Sie neigen dazu, Sonnenwärme durchzulassen, fangen sie dann aber auf dem Weg nach draußen ein, so dass theoretisch mehr Zirruswolken zusätzlich zu dem, was wir bereits durch Treibhausgase sehen, für eine zusätzliche globale Erwärmung sorgen könnten. Aber das ist ungewiss und wird noch untersucht.

Cziczo erklärt auch, dass wir aus anekdotischen Beweisen wissen, dass sich die Höhenwolken über den Polen verändern – wir wissen aber noch nicht, was diese Veränderung verursacht. Handelt es sich um natürliche Partikel wie Meteoroiden oder Vulkanschutt oder um unnatürliche Partikel von Raumfahrzeugen? Das müssen wir wissen.


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Besorgt, aber nicht sicher

Wie beantworten wir diese Frage? Wir verfügen über einige Forschungsergebnisse von Atmosphärenforschern, Raumschiffbauern und Astrophysikern, aber diese sind nicht streng oder fokussiert genug, um fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, welche Richtung wir einschlagen sollen. Einige Astrophysiker behaupten, dass Aluminiumoxidpartikel (Aluminiumoxid) von Raumfahrzeugen chemische Reaktionen in der Atmosphäre auslösen wird wahrscheinlich eine Ozonzerstörung auslösen.

Atmosphärenforscher, die sich eingehend mit diesem Thema befassen, haben diesen Sprung nicht geschafft, da es nicht genügend wissenschaftliche Beweise gibt. Wir wissen, dass sich Partikel von Raumfahrzeugen in der Stratosphäre befinden. Doch was das für die Ozonschicht oder das Klima bedeutet, ist noch unbekannt.

Es ist verlockend, Forschungsergebnisse zu überbewerten, um mehr Unterstützung zu gewinnen. Aber das ist der Weg in die Forschungshölle – und Leugner werden später schlechte Ergebnisse nutzen, um die Forschung zu diskreditieren. Wir wollen auch keine populistischen Meinungen verwenden. Aber wir haben auch gelernt, dass es, wie beim Ozonverlust, zu spät sein kann, wenn wir warten, bis unbestreitbare Beweise vorliegen. Es ist ein ständiges Dilemma.


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Die in diesem Artikel präsentierten Informationen, Meinungen und Empfehlungen stammen von den einzelnen Mitwirkenden und spiegeln nicht unbedingt die Werte und Überzeugungen des International Science Council wider.


Bild von SpaceX on Unsplash.

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