Масові запуски супутників можуть шкодити озоновому шару

Джерело: The conversation

Науковці попереджають, що стрімке зростання кількості запусків супутників і їхнє згоряння під час повернення в атмосферу можуть змінювати хімічні процеси у верхніх шарах атмосфери та впливати на озоновий шар. Про це йдеться у нових дослідженнях, присвячених наслідкам розвитку космічної індустрії.

У ясну ніч на небі дедалі частіше можна побачити сліди запусків ракет і супутників. Однак менш помітними залишаються наслідки для атмосфери Землі. Дослідники зазначають, що хвиля запусків і входжень космічних апаратів в атмосферу змінює хімію та фізику середніх і верхніх шарів атмосфери.

За даними науковців, під час згоряння космічних апаратів утворюються металеві аерозолі, а вихлопи ракет можуть нагрівати стратосферу. Дослідження також попереджають про ризики виснаження озонового шару.

Фахівці наголошують, що швидке зростання кількості запусків може призвести до нових екологічних проблем.

“Темпи зростання дуже швидкі, і якщо ми не змінимо підходи до використання супутників і їхнього виведення з орбіти, ми ризикуємо замінити одну екологічну проблему – перевантаження навколоземної орбіти космічними апаратами – іншою: атмосферою, забрудненою сажею від ракет і попелом від супутників”, – зазначають автори дослідження.

Більшість супутників після завершення роботи виводять з орбіти, і вони фактично самознищуються в атмосфері, розпадаючись під час нагрівання до тисяч градусів за Цельсієм.

Однак нині дедалі частіше обговорюють можливість подовження терміну служби супутників, наприклад шляхом їхнього дозаправлення на орбіті. Іншим варіантом є контрольоване повернення супутників, яке дозволило б повторно використовувати окремі компоненти.

У 2024 та 2025 роках кількість космічних запусків встановила нові рекорди. Переважно це пов’язано зі створенням мегасузір’їв супутників – великих мереж апаратів, що забезпечують різні послуги, зокрема супутниковий інтернет.

Одним із найвідоміших прикладів є система Starlink компанії SpaceX. За незалежними оцінками, у 2024 році відбулося від 259 до 271 запуску, а у 2025 році – понад 315.

Збільшення кількості запусків означає і зростання кількості супутників, які згорають у атмосфері після завершення роботи. За оцінками дослідників, до 2030-х років супутники, що входять в атмосферу, можуть щороку викидати в середні шари атмосфери тисячі або навіть десятки тисяч тонн оксиду алюмінію та інших металів.

Науковці пояснюють, що оксид алюмінію може сприяти хімічним реакціям, які руйнують озоновий шар, що захищає Землю від шкідливого сонячного випромінювання.

Водночас вихлопи ракет, особливо чорний вуглець (сажа) від двигунів на вуглеводневому паливі, можуть нагрівати стратосферу та змінювати атмосферні потоки.

Моделювання показує, що зростання кількості запусків може зменшити товщину озонового шару і уповільнити його відновлення після ухвалення Монреальського протоколу 1987 року, який обмежив використання речовин, що руйнують озон.

Вчені вже почали фіксувати хімічні сліди запусків у атмосфері. Під час досліджень у частинках стратосфери виявили метали, зокрема алюміній, мідь та літій, що відповідає складу матеріалів ракет і супутників, які згоріли під час входження в атмосферу.

Науковці зазначають, що нинішній підхід до старих космічних апаратів – “просто спалити їх у атмосфері” – допомагає очищати орбіту, але може створювати іншу проблему.

“Розв’язання проблеми космічного сміття шляхом спалювання апаратів може означати, що орбітальне сміття замінять на забруднення атмосфери”, – зазначають дослідники.

За прогнозами одного з досліджень, до 2040 року кількість оксиду алюмінію від згоряння супутників може зрівнятися з кількістю метеоритного пилу, що може впливати на температуру і вітри в полярних регіонах – зонах, особливо чутливих до змін озонового шару.

Незалежні дослідження також показують, що викиди чорного вуглецю від ракет можуть нагрівати стратосферу на кілька градусів і уповільнювати струменеві течії за сценаріїв активного зростання космічних запусків.

Збільшення кількості супутників має наслідки і для астрономії. За оцінками дослідників, якщо супутникові мережі досягнуть запланованих масштабів до кінця десятиліття, значна частина зображень із космічних і наземних телескопів може бути зіпсована смугами від супутників, які пролітатимуть перед об’єктивами.

Науковці пропонують альтернативний підхід – так звану циркулярну економіку космосу. Йдеться про використання принципів повторного використання матеріалів, подовження терміну служби техніки та зменшення кількості відходів.

Дослідники Саутгемптонського космічного інституту, відкритого у 2025 році, підрахували, що потенційна вартість матеріалів, які можна повторно використати з космічного сміття, може становити від 570 мільярдів до 1,2 трильйона доларів.

Також пропонують обслуговувати супутники на орбіті, наприклад дозаправляти їх. Такі технології вже тестують. Зокрема, апарати Mission Extension Vehicles компанії Northrop Grumman пристикувалися до старого супутника на геостаціонарній орбіті і продовжили його роботу на кілька років.

Ще одним рішенням може бути активне прибирання космічного сміття. Проєкт ClearSpace-1 Європейського космічного агентства планує у 2029 році вперше продемонструвати захоплення і виведення з орбіти уламків космічних апаратів.

На думку дослідників, супутники і ракети варто проектувати так, щоб їх можна було ремонтувати, дозаправляти та безпечно повертати з орбіти, а окремі деталі – повторно використовувати.

Політики можуть сприяти таким змінам, зокрема запроваджуючи принцип відповідальності виробників за весь життєвий цикл супутників. Серед можливих механізмів також називають фінансові гарантії для компаній, які забезпечують контрольоване повернення апаратів з орбіти.

Науковці підкреслюють, що дослідження впливу космічної діяльності на атмосферу ще тривають і потребують подальших вимірювань та моделювання.

Компанія Varda Space Industries прогнозує, що вже буквально за 10 років на орбіті щоденно виготовлятимуть ліки.

Вчені попередили про ризики для озонового шару через масові запуски супутників