В исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters, впервые дана количественная оценка масштабов загрязнения космоса.
Тысячи спутников развернуты, чтобы удовлетворить растущую потребность во всемирной интернет-связи, и еще больше спутников планируется запустить в ближайшее время. Однако эти спутники имеют короткий срок эксплуатации и выбрасывают загрязняющие вещества, которые могут нанести вред озоновому слою, когда они распадаются при входе в атмосферу, передает incrussia.ruКогда срок службы спутников, предоставляющих услуги интернета, подходит к концу, остатки от их сжигания в атмосфере Земли запускают химические реакции, разрушающие стратосферный озон. Когда устаревшие спутники вновь входят в атмосферу Земли и распадаются, они выбрасывают мелкие частицы оксида алюминия, которые разрушают озоновый слой Земли.Недавнее исследование показало, что количество этих частиц увеличилось в 8 раз с 2016 по 2022 год и, как ожидается, будет продолжать расти с увеличением числа спутников на низкой околоземной орбите.Монреальский протокол 1987 года успешно регулирует озоноразрушающие химические вещества для защиты озонового слоя, сокращая озоновую дыру над Антарктидой. Ее восстановление ожидается в ближайшие пятьдесят лет. Однако неожиданное увеличение количества оксидов алюминия может прервать прогресс, достигнутый в восстановлении озонового слоя в ближайшие десятилетия.Из 8,1 тыс. объектов, находящихся на низкой околоземной орбите, 6 тыс. — спутники Starlink, запущенные в последние несколько лет. Спрос на глобальное интернет-покрытие стимулирует стремительное увеличение числа запусков небольших «роев» спутников связи.Компания SpaceX является лидером в этом деле, получив разрешение на запуск еще 12 тыс. спутников Starlink и планируя запустить до 42 тыс. Amazon и другие компании по всему миру также планируют создание группировок от 3 тыс. до 13 тыс. спутников, говорят авторы исследования.Интернет-спутники на низкой околоземной орбите работают недолго, около пяти лет. Затем компаниям приходится запускать новые спутники, чтобы поддерживать интернет-сервис, продолжая цикл запланированного устаревания и незапланированного загрязнения.Оксиды алюминия вызывают химические реакции, разрушающие стратосферный озон, который защищает Землю от вредного ультрафиолетового излучения. Оксиды не вступают в химическую реакцию с молекулами озона, а вызывают разрушительные реакции между озоном и хлором, которые истощают озоновый слой.Поскольку оксиды алюминия не расходуются в ходе этих химических реакций, они могут продолжать разрушать молекулу за молекулой озона в течение десятилетий, пока они дрейфуют вниз через стратосферу. Однако до сих пор мало внимания уделялось загрязняющим веществам, образующимся при падении спутников в верхние слои атмосферы и их сгорании.Предыдущие исследования загрязнения спутников в основном фокусировались на последствиях запуска ракеты-носителя в космос, таких как выброс ракетного топлива. Новое исследование, проведенное группой ученых из Инженерной школы Витерби при Университете Южной Калифорнии, является первой реалистичной оценкой масштабов загрязнения в верхних слоях атмосферы.«Только в последние годы люди начали задумываться о том, что это может стать проблемой, — сказал Джозеф Ванг, исследователь астронавтики в Университете Южной Калифорнии и автор-корреспондент нового исследования. — Мы были одной из первых команд, которые изучили, какие последствия могут иметь эти факты».Поскольку собрать данные со сгорающего космического аппарата фактически невозможно, предыдущие исследования использовали анализ микрометеороидов для оценки потенциального загрязнения. Но микрометеороиды содержат очень мало алюминия — металла, составляющего от 15% до 40% массы большинства спутников, поэтому эти оценки плохо применимы к новым «роевым» спутникам.Чтобы получить более точную картину загрязнения от входа спутников в атмосферу, исследователи смоделировали химический состав и связи внутри материалов спутников при их взаимодействии на молекулярном и атомном уровнях. Полученные результаты позволили исследователям понять, как изменяется материал при различных затратах энергии.По данным исследователей, в 2022 году при входе в атмосферу спутников количество алюминия в атмосфере увеличится на 29,5% по сравнению с естественным уровнем. Моделирование показало, что типичный 250-килограммовый спутник, 30% массы которого составляет алюминий, при входе в атмосферу создаст около 30 кг наночастиц оксида алюминия. Большинство этих частиц образуется в мезосфере, в 50-85 км над поверхностью Земли.Исходя из размера частиц, команда подсчитала, что оксидам алюминия потребуется до 30 лет, чтобы опуститься на стратосферные высоты, где находится 90% озона Земли. Исследователи подсчитали, что к моменту завершения строительства запланированных спутниковых группировок на Землю будет ежегодно падать 912 метрических тонн алюминия. Это приведет к выбросу в атмосферу около 360 метрических тонн оксидов алюминия в год, что на 646% больше естественного уровня.