Нові дослідження показують, що поширення мегасузір'їв супутників може сприяти забрудненню атмосфери, окрім вже тривожної проблеми космічного сміття. Дослідження підкреслює потенційну шкоду для атмосфери Землі від космічних апаратів, що повертаються, і ступенів ракет, а також підвищений ризик потрапляння космічних відходів на планету.

Згідно з препринтом дослідження на ArXiv, космічні апарати, що повторно входять в атмосферу, вводять значну кількість речовини в мезосферу та нижню термосферу, що потенційно послаблює озоновий шар Землі. Очікуючи на рецензування, це дослідження додає до зростаючої кількості академічних досліджень щодо екологічних наслідків збільшення космічної діяльності. Дослідження розрізняє “космічні відходи”, визначені як штучний матеріал, що надходить, та його вплив на атмосферу Землі, і космічне сміття, що знаходиться на орбіті.

Дослідження, проведене вченими з Technische Universität Braunschweig, показує, що “перехідні метали”, такі як титан і мідь, які зазвичай використовуються в космічних апаратах і ступенях ракет, що повторно входять в атмосферу, можуть спричинити “довготривалі негативні наслідки для атмосфери, такі як виснаження озонового шару, радіаційні ефекти та зміни в утворенні хмар, якщо не буде вжито заходів”. У статті також зазначається використання нержавіючої сталі та алюмінію в космічному обладнанні, і вчені пропонують подальше вивчення потенційного впливу алюмінію.

Леонард Шульц, дослідник з Technische Universität Braunschweig, підкреслив необхідність розуміння масштабу проблеми, включаючи ідентифікацію космічних відходів, які виживають після повторного входу та впливають на Землю. “Збільшення кількості матеріалу, який впорскується в атмосферу Землі, є справді безпрецедентним”, – сказав Шульц SpaceNews. “Зараз ми бачимо перші наслідки нової ери в космічній діяльності, ери великих супутникових сузір’їв. Дослідження повинні бути дійсно зосереджені на можливих наслідках, які ці речовини можуть мати на озоновий шар”, – сказав він.

Шульц зазначив, що пов'язані з цим ризики є значними, незважаючи на необхідність подальших досліджень. Дослідження показують, що приплив “космічних відходів” збільшився більш ніж вдвічі між 2020 і 2024 роками, в основному за рахунок матеріалів з космічних апаратів. Екологічний вплив космічних апаратів, що повторно входять в атмосферу, зараз перевершує вплив метеоритів. “Це показує, що початок ери великих супутникових сузір’їв є рушійною силою збільшення повторного входу космічних відходів в атмосферу”, – йдеться в статті. “Дозволити цьому неконтрольованому експерименту над нашою атмосферою тривати нерозумно”, – сказав Шульц. “Ми повинні працювати над зменшенням маси, що надходить в атмосферу, зберігаючи при цьому здатність продовжувати використання та дослідження космосу”.

Шульц виступає за співпрацю між вченими та промисловістю для досягнення цих цілей, заявляючи, що “Першим кроком є обмін даними, наприклад, про склад космічних апаратів. Хоча деякі представники промисловості дуже допомогли нам, поділившись такими даними, багато хто не бажає цього робити”.

Шульц також брав участь в окремому дослідженні, проведеному Робіном Вінгом з Leibniz Institute of Atmospheric Physics, щодо неконтрольованого повторного входу верхнього ступеня SpaceX Falcon 9. Це дослідження було зосереджено на забрудненні, що виникло в результаті повторного входу, відстежуючи шлейф парів літію після того, як ступінь розпався над Центральною Європою. Дослідники знайшли “переконливі докази”, що пов’язують шлейф літію з подією Falcon 9, підтверджуючи побоювання, що космічний трафік може забруднювати верхні шари атмосфери. “Цей висновок підтверджує зростаюче занепокоєння тим, що космічний трафік може забруднювати верхню атмосферу способами, які ще не повністю зрозумілі”, – підсумували Вінг та його співавтори в статті. “Постійне зростання запусків і повторних входів супутників може призвести до кумулятивних ефектів, що матиме наслідки для довгострокового складу атмосфери та кліматичних взаємодій”.

Команда Вінга зараз розробляє нову багатометалеву лідарну систему для космічного сміття для відстеження різних елементів у мезосфері. “Ми сподіваємось, що, проводячи довгострокові спостереження за співвідношенням літію та натрію, ми зможемо визначити, наскільки сильно впливає на атмосферу космічне сміття, що повторно входить”. Лідар також дозволить проводити систематичне вивчення інших металів, включаючи мідь, титан і алюміній, потенційно пов’язані з космічною промисловістю.

Вінг визнав складність остаточної оцінки наслідків для планети: “Простіше кажучи, ми ще недостатньо знаємо. Потрібно набагато більше досліджень. Однак я б сказав, що існує реальне занепокоєння щодо хімії середньої атмосфери”, – сказав Вінг, – “особливо озонового шару, з введенням стількох матеріалів і елементів, які природно не зустрічаються в атмосфері”. Він також наголосив на впливі вихлопних газів ракет на атмосферу. “Впорскування водяної пари, палива, сміття та інших елементів, пов’язаних з запусками ракет, може стати значним занепокоєнням, якщо поточні тенденції запусків триватимуть”, – сказав Вінг.