Nave spațiale care ard în atmosfera superioară: ce consecințe asupra climei?

Acest articol a fost publicat inițial pe Conversaţie pe februarie 23, 2024.

SpaceX de la Elon Musk a anunțat că va dispune de 100 de sateliți Starlink în următoarele șase luni, după ce a descoperit un defect de proiectare care le poate determina eșecul. În loc să riște să reprezinte o amenințare pentru alte nave spațiale, SpaceX va „de-orbita” acești sateliți pentru a arde în atmosferă.

Dar oamenii de știință din atmosferă sunt din ce în ce mai îngrijorați de acest tip de răsturnarea aparentă a muștei sectorul spațial va provoca schimbări climatice în continuare pe Pământ. O echipă a găsită recent și în mod neașteptat potenţiale metale care epuizează stratul de ozon de la navele spațiale din stratosferă, stratul atmosferic unde se formează stratul de ozon.

„Orbita terestră joasă” relativă unde sateliți monitorizarea Pământului ecosisteme sunt din ce în ce mai aglomerate – numai Starlink are peste 5,000 de nave spațiale pe orbită. Curățarea resturilor este, prin urmare, o prioritate pentru sectorul spațial. Navele spațiale nou lansate trebuie, de asemenea, scoase de pe orbită în termen de 25 de ani (SUA au implementat recent un regula de cinci ani) fie prin deplasarea în sus către o așa-numită „orbita cimitir”, fie în jos în atmosfera Pământului.

Sateliții cu orbită inferioară sunt de obicei proiectați să folosească orice combustibil rămas și forța gravitației Pământului pentru a reintra în atmosferă. Într-o reintrare controlată, nava spațială intră în atmosferă la un moment prestabilit pentru a ateriza în cea mai îndepărtată parte a Oceanului Pacific la Punctul Nemo (alias cimitirul navelor spațiale). Într-o reintrare necontrolată, navele spațiale sunt lăsate să urmeze o „deces naturală” și să ardă în atmosferă.

NASA și Agenția Spațială Europeană promovează această formă de eliminare ca parte a unei filozofii de proiectare numită „design pentru moarte”. Este o provocare pentru mediu să construiești, lansarea și operarea unui satelit suficient de robust pentru a funcționa în ostilitatea spațiului, dar și capabil să se spargă și să ardă cu ușurință la reintrare, pentru a evita ca resturile periculoase să ajungă la suprafața Pământului. Este încă o lucrare în curs.

Operatorii de sateliți trebuie să demonstreze că planurile de proiectare și reintrare au o rată scăzută de „lovire umană” înainte de a li se acorda o licență. Dar există o îngrijorare limitată cu privire la impactul asupra atmosferei superioare a Pământului în timpul etapei de reintrare. Aceasta nu este o neglijare.

Inițial, nici sectorul spațial, nici comunitatea de astrofizică nu au considerat arderea sateliților la reintrare ca fiind o amenințare gravă pentru mediu – cel puțin pentru atmosferă. La urma urmei, numărul de particule eliberate de nave spațiale este mic în comparație cu 440 de tone meteoroizi care intră zilnic în atmosferă, împreună cu cenușa vulcanică și poluarea produsă de om din procesele industriale de pe Pământ.

Vești proaste pentru stratul de ozon?

Deci, oamenii de știință din domeniul climei atmosferice reacționează exagerat la prezența particulelor de nave spațiale în atmosferă? Preocupările lor se bazează pe 40 de ani de cercetare asupra cauzei găurilor de ozon de deasupra polilor sud și nord, care au fost observate pentru prima dată pe scară largă în anii 1980.

Astăzi, ei știu acum că pierderea de ozon este cauzată de om gaze industriale, care se combină cu altitudinea naturală și foarte mare norii polari stratosferici sau nori sidefați. Suprafețele acestor nori eterice acționează ca catalizatori, transformând substanțele chimice benigne în forme mai active care pot rapid distruge ozonul.

Dan Cziczo este un om de știință în atmosferă la Universitatea Purdue din SUA și co-autor al studiului recent care a găsit substanțe care epuizează stratul de ozon în stratosferă. El îmi explică că întrebarea este dacă noile particule de la navele spațiale vor ajuta la formarea acestor nori și vor duce la pierderea de ozon într-un moment în care atmosfera Pământului este doar incepand sa-si revina.

O preocupare mai mare pentru oamenii de știință din atmosferă, cum ar fi Cziczo, este că doar câteva particule noi ar putea crea mai multe dintre aceste tipuri de nori polari - nu numai în atmosfera superioară, ci și în atmosfera inferioară, unde se formează norii cirus. Norii ciruri sunt norii de gheață subțiri și firave pe care i-ați putea observa sus pe cer, la peste șase kilometri. Au tendința de a lăsa căldura de la soare să treacă, dar apoi o prinde în capcană la ieșire, așa că, teoretic, mai mulți nori cirus ar putea adăuga o încălzire globală suplimentară față de ceea ce vedem deja de la gazele cu efect de seră. Dar acest lucru este incert și încă în curs de studiu.

Cziczo explică, de asemenea, că din dovezile anecdotice știm că norii de mare altitudine de deasupra polilor se schimbă – dar nu știm încă ce cauzează această schimbare. Sunt particule naturale, cum ar fi meteoroizi sau resturi vulcanice, sau particule nenaturale de la navele spațiale? Aceasta este ceea ce trebuie să știm.

Noua odisee a spațiului: echilibrarea intereselor private cu știința globală

Democratizarea și privatizarea spațiului le prezintă oamenilor de știință noi oportunități și provocări. Pe măsură ce concurența se intensifică și interesele economice cresc, apare o întrebare: cum ne putem asigura că spațiul rămâne un mediu sustenabil de care beneficiază întreaga umanitate?

Constelațiile artificiale cu impact asupra științei astronomice

ISC discută cu Piero Benvenuti, fostul secretar general la Uniunea Astronomică Internațională, despre cerul întunecat și liniștit și despre cele trei interferențe artificiale care afectează astronomia.

Îngrijorat, dar nu sigur

Deci, cum răspundem la această întrebare? Avem unele cercetări de la oamenii de știință din atmosferă, constructori de nave spațiale și astrofizicieni, dar nu sunt suficient de riguroase sau concentrate pentru a lua decizii informate în ce direcție să o luăm. Unii astrofizicieni susțin că particulele de alumină (oxid de aluminiu) de la nave spațiale vor provoca reacții chimice în atmosferă care va declanșa probabil distrugerea ozonului.

Oamenii de știință atmosferici care studiază acest subiect în detaliu nu au făcut acest salt, deoarece nu există suficiente dovezi științifice. Știm că particulele din navele spațiale se află în stratosferă. Dar ce înseamnă acest lucru pentru stratul de ozon sau climă este încă necunoscut.

Este tentant să exagerăm rezultatele cercetării pentru a obține mai mult sprijin. Dar aceasta este calea către iadul cercetării – iar negerii vor folosi descoperiri slabe la o dată ulterioară pentru a discredita cercetarea. De asemenea, nu vrem să folosim opinii populiste. Dar am mai învățat că, dacă așteptăm până când sunt disponibile dovezi incontestabile, poate fi prea târziu, ca și în cazul pierderii de ozon. Este o dilemă constantă.

de asemenea poti fi interesat de

A 45-a Adunare Științifică a Comitetului pentru Cercetare Spațială (COSPAR)

Cea de-a 45-a Adunare Științifică a Comitetului pentru Cercetare Spațială (COSPAR) va avea loc la Busan, Coreea de Sud, în perioada 13 iulie - 21 iulie 2024.

Declinare a responsabilităţii
Informațiile, opiniile și recomandările prezentate în acest articol sunt cele ale contributorilor individuali și nu reflectă neapărat valorile și convingerile Consiliului Internațional de Știință.

Imagini de SpaceX on Unsplash.