Вперше дослідники безпосередньо спостерігали і виміряли атмосферне забруднення, викликане ступенем ракети SpaceX, що повертається на Землю, практично в реальному часі. Цей прорив, досягнутий з використанням спеціалізованого лазерного приладу під назвою LIDAR, знаменує собою значний крок вперед у розумінні впливу космічного сміття, що росте, на навколишнє середовище. Дослідження підтверджує, що космічні апарати, що повертаються, виділяють в атмосферу значну кількість матеріалів, особливо літію, що викликає побоювання щодо довгострокових наслідків для клімату та атмосферної хімії.
Спостереження: Шлейф Falcon 9 над Європою
20 лютого 2025 року верхній щабель ракети SpaceX Falcon 9 розвалився над Європою, розсіюючи уламки над Польщею. Дослідники з Інституту атмосферної фізики імені Лейбніца в Німеччині скористалися можливістю виміряти забруднення, що утворилося в результаті. Використовуючи LIDAR, вони виявили десятикратне збільшення щільності літію на висоті близько 96 кілометрів через 20 годин після того, як ракета випарувалася недалеко від ірландського узбережжя.
Команда підтвердила свої висновки за допомогою моделей атмосферної циркуляції, переконавшись, що шлейф, що спостерігається, відповідає прогнозованій траєкторії уламків, що повертаються. Цей метод верифікації необхідний, оскільки атмосферні умови можуть швидко розсіювати забруднювачі, що ускладнює точне відстеження без складного моделювання.
Чому Літій? Унікальний Атмосферний Індикатор
Дослідники зосередилися на літії, оскільки він зустрічається в атмосфері дуже рідко. Це робить його ідеальним маркером виявлення забруднення від антропогенних повернень. За словами провідного автора Робіна Вінга, космічні апарати, особливо ті, що оснащені корпусами з алюмінієво-літієвого сплаву та літієвими батареями, можуть вносити значно більше літію за одну подію, ніж природні джерела.
«За нашими оцінками, одна ракета Falcon 9 може виділяти близько 30 кілограмів літію, тоді як природні джерела вносять лише близько 80 грамів на добу у всьому світі».
Проблема Космічного Сміття, що росте
Збільшення числа супутників на орбіті означає найчастіші повернення космічного сміття Землю. Європейське космічне агентство оцінює, що понад три уламки повертається на Землю щодня, вивільняючи сотні тонн матеріалу в атмосферу щороку. Хоча за кількістю це менше, ніж від природних метеоритів, це штучне сміття є унікальною загрозою через свій склад.
На відміну від природних космічних тіл, космічні апарати містять такі матеріали, як алюміній та літій, які можуть порушити озоновий шар та змінити тепловий баланс атмосфери. Алюміній, зокрема, швидко реагує з киснем, утворюючи оксид алюмінію, відомий руйнівник озону. Вимір алюмінію безпосередньо утруднено через його швидку швидкість реакції, але вчені прагнуть удосконалити свої методи для майбутніх спостережень.
Майбутні Дослідження та Наслідки
Команда Лейбніца зараз розробляє більш сучасну систему LIDAR, здатну виявляти одночасно кілька металевих з’єднань. Це дозволить їм більш точно розрізняти забруднення від космічних апаратів та природних джерел.
Елоїза Марай, професор атмосферної хімії в Університетському коледжі Лондона, наголошує на важливості цього дослідження для покращення екологічних моделей. Точне моделювання має вирішальне значення для оцінки справжнього глобального впливу повернень космічних апаратів.
Дослідження підтверджує те, що вчені давно підозрювали: повернення космічного сміття не є екологічно нейтральним. Це пряме спостереження забезпечує критичну основу для майбутніх досліджень і наголошує на необхідності стійких космічних практик для пом’якшення довгострокових наслідків орбітального забруднення.
