Voor het eerst hebben onderzoekers de atmosferische vervuiling die wordt veroorzaakt door een terugkerende SpaceX-rakettrap, vrijwel in realtime, rechtstreeks waargenomen en gemeten. Deze doorbraak, bereikt met behulp van een gespecialiseerd laserinstrument genaamd LIDAR, markeert een belangrijke stap voorwaarts in het begrijpen van de milieueffecten van het groeiende ruimteschroot. De studie bevestigt dat bij het opnieuw betreden van ruimtevaartuigen aanzienlijke hoeveelheden materialen – met name lithium – in de atmosfeer vrijkomen, wat aanleiding geeft tot bezorgdheid over de langetermijneffecten op het klimaat en de atmosferische chemie.
De observatie: een Falcon 9-pluim boven Europa
Op 20 februari 2025 viel een bovenste trap van een SpaceX Falcon 9-raket uiteen boven Europa, waardoor puin over Polen werd verspreid. Onderzoekers van het Leibniz Instituut voor Atmosferische Fysica in Duitsland grepen de kans aan om de resulterende vervuilingspluim te meten. Met behulp van LIDAR ontdekten ze een tienvoudige toename van de lithiumdichtheid op een hoogte van ongeveer 96 kilometer, ongeveer 20 uur nadat de raket nabij de Ierse kust was verdampt.
Het team verifieerde hun bevindingen met behulp van atmosferische circulatiemodellen, waarmee werd bevestigd dat de waargenomen pluim overeenkwam met het voorspelde traject van het opnieuw binnendringende puin. Deze verificatiemethode is essentieel omdat atmosferische omstandigheden verontreinigende stoffen snel kunnen verspreiden, waardoor nauwkeurige tracering moeilijk wordt zonder geavanceerde modellen.
Waarom lithium? Een unieke atmosferische tracer
De onderzoekers concentreerden zich op lithium omdat het van nature schaars is in de atmosfeer. Dit maakt het een ideale marker voor het identificeren van vervuiling door door mensen veroorzaakte terugkeer. Volgens hoofdauteur Robin Wing kunnen ruimtevaartuigen, vooral die met aluminium-lithiumrompen en lithiumbatterijen, in één keer aanzienlijk meer lithium bijdragen dan natuurlijke bronnen.
“We schatten dat een enkele Falcon 9-raket ongeveer 30 kilogram lithium kan vrijgeven, terwijl natuurlijke bronnen wereldwijd slechts ongeveer 80 gram per dag bijdragen.”
Het groeiende probleem van ruimteafval
Het toenemende aantal satellieten in een baan om de aarde betekent dat ruimteafval vaker opnieuw binnenkomt. De European Space Agency schat dat er dagelijks ruim drie stukken puin naar de aarde terugkeren, waardoor jaarlijks honderden tonnen materiaal in de atmosfeer vrijkomen. Hoewel het qua hoeveelheid minder is dan natuurlijke meteorieten, vormt dit kunstmatige puin vanwege zijn samenstelling een unieke bedreiging.
In tegenstelling tot natuurlijk ruimtegesteente bevatten ruimtevaartuigen materialen als aluminium en lithium, die de ozonlaag kunnen verstoren en de thermische balans in de atmosfeer kunnen veranderen. Vooral aluminium reageert snel met zuurstof en vormt aluminiumoxide, een bekende ozonafbreker. Het rechtstreeks meten van aluminium is een uitdaging vanwege de snelle reactiesnelheid, maar wetenschappers willen hun methoden verfijnen voor toekomstige waarnemingen.
Toekomstig onderzoek en implicaties
Het Leibniz-team ontwikkelt nu een geavanceerder LIDAR-systeem dat meerdere metaalverbindingen tegelijkertijd kan detecteren. Hierdoor kunnen ze nauwkeuriger onderscheid maken tussen vervuiling door ruimtevaartuigen en natuurlijke bronnen.
Eloisa Marais, hoogleraar atmosferische chemie aan het University College London, benadrukt het belang van dit onderzoek voor het verbeteren van milieumodellen. Nauwkeurige modellering is cruciaal voor het beoordelen van de werkelijke mondiale impact van de terugkeer van ruimtevaartuigen.
De studie bevestigt wat wetenschappers al lang vermoedden: de terugkeer van ruimteschroot is niet ecologisch neutraal. Deze directe observatie biedt een kritische basis voor toekomstig onderzoek en benadrukt de noodzaak van duurzame ruimtevaartpraktijken om de langetermijneffecten van orbitale vervuiling te verzachten.
