Кризис космического мусора: неконтролируемый вход Falcon 9 в атмосферу вызвал массивный выброс лития, ученые предупреждают о растущем загрязнении атмосферы

Европа - Информационное агентство Эхбари

Кризис космического мусора: неконтролируемый вход Falcon 9 в атмосферу вызвал массивный выброс лития, ученые предупреждают о растущем загрязнении атмосферы

Тревожное открытие международной группы ученых выявило новую экологическую угрозу: загрязнение верхних слоев атмосферы Земли космическим мусором, возвращающимся из космоса. Их недавнее исследование, подробно изложенное в статье, опубликованной в прошлый четверг, представляет убедительные доказательства того, что ракета SpaceX Falcon 9, которая в прошлом году совершила неконтролируемый вход в атмосферу над Европой, рассеяла беспрецедентно большое облако лития. Это событие не просто единичный инцидент, а, по мнению исследователей, служит суровым предупреждением о потенциальных экологических последствиях по мере того, как орбитальные пути Земли становятся все более загруженной автомагистралью для космических миссий.

Прорывное исследование знаменует собой важную веху, представляя то, что, по утверждению ученых, является первым прямым измерением загрязнения верхних слоев атмосферы, конкретно приписываемого входу космического мусора. Важно отметить, что оно также демонстрирует эффективность наземной технологии обнаружения и определения дальности с помощью света (лидар) в идентификации и количественной оценке абляции — эрозионного разрушения — космических объектов. Это технологическое достижение предоставляет жизненно важный инструмент для мониторинга проблемы, которая до сих пор оставалась в значительной степени неквантифицированной.

Рассматриваемый инцидент произошел с верхней ступенью ракеты SpaceX Falcon 9. Примерно год назад эта ступень получила утечку кислорода, что привело к ее спиралевидному спуску и последующему неконтролируемому входу в атмосферу Земли. Ракета распалась над Польшей, разбросав обломки по сельскохозяйственным угодьям. Однако воздействие на окружающую среду вышло далеко за рамки простого физического мусора. В результате входа в атмосферу значительное количество лития было введено в мезосферу и нижнюю термосферу (MLT) — критически важные слои нашей атмосферы, которые играют роль в регулировании климата и атмосферной химии. Наземные датчики обнаружили десятикратное увеличение концентрации лития на высоте 96 километров примерно через 20 часов после прорыва ракеты в атмосферу.

Выбор лития в качестве объекта исследования был преднамеренным из-за его широкого присутствия в современных космических аппаратах. Он является ключевым компонентом как в высокопроизводительных литий-ионных батареях, питающих спутники, так и в прочных литий-алюминиевых сплавах, широко используемых в конструкции космических аппаратов, особенно в стенках баков. Ученые оценивают, что одна верхняя ступень Falcon 9, подобная той, что распалась над Польшей, может содержать до 30 килограммов лития только в своих сплавах. Для сравнения, естественный приток лития в атмосферу Земли из частиц космической пыли составляет всего 80 граммов в день. Огромный объем антропогенного выброса лития в результате одного события входа в атмосферу подчеркивает непропорциональное воздействие человеческой космической деятельности.

«Это открытие однозначно подтверждает растущие опасения, что растущий объем космического трафика может загрязнять верхние слои атмосферы способами, которые мы только начинаем понимать», — говорится в статье. Непрерывный вход космических аппаратов и спутников в атмосферу особенно тревожен, поскольку их материальный состав резко контрастирует с составом природных метеороидов. В отличие от естественно встречающейся внеземной материи, которая в основном состоит из силикатов и железа, современные спутники и ракетные ступени вводят коктейль из искусственных материалов. К ним относятся передовые алюминиевые сплавы, сложные композитные конструкции и редкоземельные элементы, полученные из сложной бортовой электроники. Долгосрочные последствия этих новых загрязнителей для жизненно важных атмосферных процессов, таких как перенос излучения, химия озона и микрофизика аэрозолей, остаются в значительной степени неизвестными и представляют собой серьезную научную проблему.

Обеспокоенность по поводу атмосферного воздействия входа космических аппаратов в атмосферу не нова в научном сообществе. Астрофизики, такие как Джонатан Макдауэлл из Гарварда, известный «наблюдатель за небом», неоднократно выражали аналогичные опасения. Макдауэлл в предыдущих дискуссиях характеризовал практику «использования верхних слоев атмосферы в качестве мусоросжигательной печи» как критическое слепое пятно в нашем экологическом понимании. Хотя он признал, что еще не имел возможности ознакомиться с последней статьей о шлейфе лития Falcon 9, он подчеркнул ее важность как решающего исследования для углубления нашего понимания в значительной степени неоцененного риска для здоровья планеты и всех форм жизни, которые она поддерживает.

В подтверждение этих выводов Национальное управление океанических и атмосферных исследований США (NOAA) ранее сообщало, что заметные 10 процентов проанализированных частиц серной кислоты в стратосфере уже содержат алюминий и другие экзотические металлы. Эти металлические следы соответствуют сгоранию ракет и спутников. Тревожно, что NOAA прогнозирует, что этот процент может вырасти до 50 процентов в ближайшие годы, что обусловлено ожидаемым увеличением частоты запусков и, как следствие, событий входа в атмосферу. Исследователи, стоящие за статьей о Falcon 9, предупреждают: «Помимо этого единичного события, повторяющиеся входы в атмосферу могут поддерживать повышенный уровень антропогенного потока металлов и оксидов металлов в среднюю атмосферу с кумулятивными, климатически значимыми последствиями».

Таким образом, это последнее европейское исследование дает проблеск надежды на фоне беспокойства, демонстрируя, что ученые теперь обладают возможностью отслеживать атмосферные аэрозоли, образующиеся при космических запусках, непосредственно до их источника. Эта способность бесценна, даже если бесчисленные неизвестные о полном масштабе проблемы сохраняются. Исследовательская группа призывает к действию, подчеркивая необходимость «скоординированных многосайтовых наблюдений» и комплексного «химико-климатического моделирования всей атмосферы». Такие согласованные усилия считаются необходимыми для развития более глубокого понимания того, как выбросы при входе в атмосферу глубоко влияют на химию атмосферы и образование новых частиц, в конечном итоге влияя на климатическую систему нашей планеты.

Информационное агентство Эхбари