Горящие космические корабли в верхних слоях атмосферы: какие последствия для климата?

«Низкая околоземная орбита» становится все более перегруженной, поскольку в верхних слоях атмосферы сгорает все больше космических кораблей. Фиона Томсон из Даремского университета интересуется потенциальным влиянием, которое эта тенденция может оказать на климат Земли.

Горящие космические корабли в верхних слоях атмосферы: какие последствия для климата?

Эта гайд первоначально был опубликован на The Conversation на февраль 23, 2024.

Компания SpaceX Илона Маска объявила, что избавится от 100 спутников Starlink в течение следующих шести месяцев. обнаружил ошибку в конструкции это может привести к их сбою. Вместо того, чтобы рисковать представлять угрозу для других космических кораблей, SpaceX «сведет» эти спутники с орбиты, чтобы они сгорели в атмосфере.

Но ученые-атмосферники все больше обеспокоены тем, что такого рода очевидный переворот космическим сектором приведет к дальнейшему изменению климата на Земле. Недавно одна команда неожиданно обнаружила потенциальные озоноразрушающие металлы с космического корабля в стратосфере, слое атмосферы, где образуется озоновый слой.

Относительная «низкая околоземная орбита», на которой Спутники мониторинг Земли экосистемы становятся все более перегруженными: только у Starlink на орбите находится более 5,000 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 строгие правила). пятилетнее правило) либо путем движения вверх на так называемую «кладбищную орбиту», либо вниз, 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 в атмосферу космический корабль входит в атмосферу в заранее установленное время и приземляется в самой отдаленной части Тихого океана в Пойнт Немо (оно же кладбище космических кораблей). При неконтролируемом входе в атмосферу космическому кораблю приходится следовать «естественной гибели» и 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 также способного легко развалиться и сгореть при входе в атмосферу, чтобы избежать попадания опасных обломков на поверхность Земли, представляет собой экологическую задачу. Работа все еще продолжается.

Прежде чем получить лицензию, операторы спутников должны доказать, что их конструкция и планы возвращения в атмосферу имеют низкий уровень «человеческих потерь». Но существует ограниченное беспокойство по поводу воздействия на верхние слои атмосферы Земли на этапе входа в атмосферу. Это не упущение.

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 тоннами метеорные которые ежедневно попадают в атмосферу вместе с вулканическим пеплом и антропогенными загрязнениями в результате промышленных процессов на Земле.

Плохие новости для озонового слоя?

Так неужели учёные, 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 деятельностью человека. промышленные газы, которые сочетаются с природными и очень большими высотами полярные стратосферные облака или перламутровые облака. Поверхности этих эфирных облаков действуют как катализаторы, превращая безвредные химические вещества в более активные формы, которые могут быстро разрушать озон.

Дэн Чикзо — ученый-атмосферник из Университета Пердью в США и соавтор недавнего исследования, в ходе которого были обнаружены вещества, разрушающие озоновый слой, в стратосфере. Он объясняет мне, что вопрос в том, помогут ли новые частицы с космического корабля формированию этих облаков и приведут ли они к потере озона в то время, когда атмосфера Земли только что застыла. начинаю выздоравливать.

Больше всего ученых-атмосферников, таких как Чицо, беспокоит то, что всего лишь несколько новых частиц могут создать больше подобных типов полярных облаков – не только в верхних слоях атмосферы, но и в нижних слоях атмосферы, где формируются перистые облака. Перистые облака — это тонкие, 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 в дополнение к тому, что мы уже наблюдаем из-за парниковых газов. Но это сомнительно и все еще изучается.

Чикзо также объясняет, что из неофициальных данных мы знаем, что высотные облака над полюсами меняются, но мы пока не знаем, что вызывает это изменение. Это естественные частицы, такие как метеориты или вулканические обломки, или неестественные частицы космических кораблей? Это то, что нам нужно знать.


Новая космическая одиссея: баланс частных интересов с глобальной наукой

Демократизация и приватизация космоса открывают перед учеными новые возможности и вызовы. По мере усиления конкуренции и роста экономических интересов возникает вопрос: как мы можем гарантировать, что космос останется устойчивой средой, приносящей пользу всему человечеству?

Созвездие Starlinks в ночном небе

Искусственные созвездия влияют на астрономическую науку

ISC беседует с Пьеро Бенвенути, бывшим генеральным секретарем Международного астрономического союза, о темном и тихом небе и трех искусственных помехах, влияющих на астрономию.


Обеспокоен, но не уверен

Так как же нам ответить на этот вопрос? У нас есть некоторые исследования ученых-атмосферников, строителей космических кораблей и астрофизиков, но они недостаточно строгие и сфокусированные, чтобы принимать обоснованные решения о том, в каком направлении двигаться. Некоторые астрофизики утверждают, что частицы оксида алюминия (оксида алюминия) с космического корабля вызовут химические реакции в атмосфере, которые вероятно, вызовет разрушение озона.

Учёные-атмосферники, подробно изучающие эту тему, не сделали этого скачка из-за отсутствия достаточных научных доказательств. Мы знаем, что частицы космического корабля находятся в стратосфере. Но что это означает для озонового слоя или климата, пока неизвестно.

Соблазнительно преувеличить результаты исследований, чтобы получить больше поддержки. Но это путь в исследовательский ад, и отрицатели будут использовать плохие результаты позже, чтобы дискредитировать исследование. Мы также не хотим использовать популистские мнения. Но мы также поняли, что если мы будем ждать, пока не появятся неоспоримые доказательства, может быть слишком поздно, как в случае с потерей озона. Это постоянная дилемма.


Вы также можете быть заинтересованы в

45-я Научная ассамблея Комитета по космическим исследованиям (КОСПАР)

45-я Научная ассамблея Комитета по космическим исследованиям (г.COSPAR) пройдет в Пусане, Южная Корея, с 13 по 21 июля 2024 года.


Новостные рассылки

Будьте в курсе наших информационных бюллетеней

Подпишитесь на ISC Monthly, чтобы получать важные новости от ISC и более широкого научного сообщества, а также знакомьтесь с нашими специализированными информационными бюллетенями по открытой науке, науке в ООН и т. д.


Отказ от ответственности
Информация, мнения и рекомендации, представленные в этой статье, принадлежат отдельным авторам и не обязательно отражают ценности и убеждения Международного научного совета.


Изображение на SpaceX on Unsplash.

ПОСМОТРЕТЬ ВСЕ СВЯЗАННЫЕ ТОВАРЫ

перейти к содержанию