Новая космическая гонка может превратить нашу атмосферу в «крематорий для спутников»

(MENAFN- The Conversation) Когда мы смотрим на ночное небо и видим, как мимо пролетает спутник, мы редко задумываемся о климатических изменениях или озоновом слое.

Космос может казаться отделённым от экологических систем, поддерживающих жизнь на Земле. Но всё больше меняется способ, которым мы строим, запускаем и утилизируем спутники.

За последние годы количество запусков спутников резко выросло. В орбите вокруг Земли сейчас находится почти 15 000 активных спутников, большинство из которых являются частью «мега-созвездий», в которых срок службы каждого спутника составляет всего несколько лет.

Новые спутники необходимо быстро запускать в качестве замен. Чтобы избежать оставления старых, мёртвых спутников в уже переполненных низких орбитах Земли, большинство операторов спутников сознательно выводят их из эксплуатации в верхние слои атмосферы.

Здесь они сгорают или распадаются на более мелкие частицы: процесс, известный как «демисибильность». По сути, спутники стали частью культуры одноразового использования.

Этот подход теперь применяется в гораздо больших масштабах. Мы обеспокоены последствиями для климата и атмосферы Земли.

Риск для климата и озонового слоя

В прошлом месяце SpaceX подала заявку в Федеральную комиссию по связи США (FCC) на разрешение запустить ещё один миллион спутников для неиспытанных «центров данных на базе ИИ».

Количество — не единственная проблема. Спутники Starlink V2 «мини» весом около 800 кг — примерно с небольшой автомобиль — а более поздние версии ожидается достигнут веса около 1250 кг. Планируемые спутники V3 ещё крупнее, сравнимы по размеру с Boeing 737.

Запуски ракет уже способствуют изменению климата и истощению озонового слоя. Масштабирование их для размещения миллиона спутников, подобных воздушным суднам, значительно увеличит нагрев верхней атмосферы и потерю озона, а постоянное сгорание мёртвых спутников усугубит эти эффекты.

Уже сейчас в атмосфере обнаруживают пыль от сгоревших спутников. В 2023 году учёные, изучающие аэрозоли в верхней атмосфере, нашли металлы от повторного входа в атмосферу космических аппаратов. Недавно был обнаружен литий от неконтролируемого повторного входа ракеты Falcon 9.

Это лишь часть того, что ожидает нас при реализации планируемых мега-созвездий — и SpaceX далеко не единственный участник. Другие операторы по всему миру уже запросили более миллиона спутников.

При этом полные экологические последствия остаются плохо изученными, поскольку производители спутников редко раскрывают состав своих космических аппаратов.

Учёные предполагают, что значительная часть спутников состоит из алюминия, который сгорает до частиц оксида алюминия, но точный состав материалов и размер частиц остаются недостаточно определёнными.

Но мы знаем, что самые мелкие частицы, тоньше человеческого волоса, могут оставаться в атмосфере годами, способствуя истощению озонового слоя и изменению климата.

Исходя из аналогичных предположений предыдущих исследований, мы оцениваем, что один миллион спутников может привести к накоплению в верхней атмосфере одного тераграма (миллиард кг) оксида алюминия — что вместе с выбросами при запуске может значительно изменить химический состав и нагрев атмосферы в драматических масштабах, которые мы пока не понимаем.

Для одной компании в одной стране нет публичного мандата на такие масштабные изменения атмосферы планеты.

Последствия затрагивают не только атмосферу. Не все спутники, входящие в атмосферу, сгорают полностью; обломки уже падают на землю, и риск пострадавших от повторных входов мега-созвездий составляет около 40% за пятилетний цикл — увеличиваясь как для людей, так и для самолетов по мере добавления новых спутников на орбиту.

В космосе ситуация не менее тревожная: часы CRASH Института космических исследований показывают, что столкновение произойдёт через 3,8 дня, если спутники перестанут избегать друг друга.

Многие эксперты соглашаются, что мы на ранней стадии синдрома Кесслера: цепной реакции столкновений, которая увеличивает количество космического мусора.

Наши небеса — не свалка

Наше ночное небо, особенно ценимое в Новой Зеландии, — одна из немногих вещей, которые все на Земле всё ещё разделяют.

По моделям, созданным астрономами, созвездия, предлагаемые SpaceX, заполнят небо тысячами спутников, видимых невооружённым глазом в любой точке Земли. В конечном итоге, может оказаться, что видимых спутников будет больше, чем видимых звёзд.

Для учёных наблюдение за умирающими звёздами и поиск новых планет станет гораздо сложнее. Астрономия, астротуризм и культурная астрономия по всему миру также будут нарушены.

Всё это означает, что решение FCC по предложению SpaceX, которое сейчас открыто для общественных комментариев, может повлиять на всех — через изменения в атмосфере, рост риска столкновений на орбите или потерю нетронутого ночного неба.

Один из обсуждаемых вариантов — утилизация мёртвых спутников в орбитах, удалённых от Земли. Но для этого потребуется гораздо больше топлива на каждый спутник, чтобы преодолеть гравитацию Земли, что увеличит массу полезной нагрузки и экологический след ракетных запусков. Некоторые обломки всё равно вернутся на Землю.

Поскольку SpaceX и другие планируют быстро расширяться, необходимы глобальные регулировки: в системе без ограничений регулирование одной компании просто переносит проблему на других. Как крупнейший оператор, SpaceX лучше всего подготовлена к разработке экологически устойчивого решения, подобно тому, как DuPont в 1980-х годах вывел из обращения CFC.

Первым шагом должно стать определение безопасной атмосферной ёмкости для запуска и повторного входа спутников. Экологические оценки должны охватывать весь жизненный цикл, включая влияние на атмосферу, а также безопасность орбит и воздействие на культурную и исследовательскую астрономию.

Как бы ни развивалось регулирование, использование атмосферы в качестве крематория для спутников в таких масштабах не может быть решением.