Зростаюча кількість запусків ракет може становити загрозу озоновому шару Землі. Хоча космічна галузь, що розвивається, має великі перспективи, дослідники попереджають, що її вплив на навколишнє середовище залишається поза увагою. Оскільки тисячі супутників зараз захаращують низьку навколоземну орбіту, викиди від запусків та сміття в кінці їхньої роботи викликають тривогу щодо стану атмосфери.
Космічний бум має свою ціну
Команда вчених з Кентерберійського університету та ETH Zurich досліджувала, як забруднення від запусків ракет та падіння космічного сміття може уповільнити відновлення озонового шару. Дослідники використали хіміко-кліматичну модель, розроблену в ETH Zurich та Фізичній метеорологічній обсерваторії в Давосі (PMOD/WRC), для прогнозування впливу викидів ракет до 2030 року.
У 2019 році було здійснено лише 97 орбітальних запусків. До 2024 року це число майже потроїлося до 258 – і очікується, що до кінця десятиліття воно зросте до понад 2000 на рік. Це збільшення викликає занепокоєння, оскільки викиди у верхніх шарах атмосфери затримуються набагато довше, ніж ті, що вивільняються на рівні землі. Без природних процесів вимивання, таких як дощ чи хмари, ці забруднювачі можуть обертатися по всій земній кулі та залишатися в повітрі роками.
Крихке відновлення озонового шару
Модель прогнозує, що якщо поточні тенденції зростання збережуться, глобальний озоновий шар може стоншитися майже на 0,3 відсотка до 2030 року. Над Антарктидою сезонні втрати можуть сягати чотирьох відсотків. Це може здатися невеликими цифрами, але контекст має значення. Озоновий шар все ще відновлюється після пошкоджень, завданих хлорфторвуглецями (ХФВ), забороненими в 1989 році Монреальським протоколом.
Глобальний рівень озону все ще приблизно на два відсотки нижчий за доіндустріальний рівень і, як очікується, повністю відновиться не раніше 2066 року. За словами дослідників, нерегульовані викиди ракет можуть затримати цей термін на кілька років або навіть десятиліть.
Чому озоновий шар все ще важливий
Озоновий шар може здаватися далекою частиною атмосфери, але він відіграє життєво важливу роль у захисті життя на Землі. Він поглинає більшу частину шкідливого ультрафіолетового (УФ) випромінювання сонця, яке може спричинити рак шкіри, катаракту та пошкодження імунної системи у людей. Це також впливає на екосистеми, зокрема на морське життя, впливаючи на здоров’я фітопланктону – крихітних організмів, що утворюють основу харчового ланцюга океану.
Навіть незначне зменшення рівня озонового шару може збільшити кількість ультрафіолетового випромінювання, яке досягає поверхні Землі. Тобто, будь-яке кількісне зменшення — це більше, ніж просто число, це тривожний сигнал.
Постійна шкода може призвести до додаткових загроз здоров’ю, пов’язаних з ультрафіолетовим випромінюванням, порушити чутливі екосистеми та підірвати успіхи, досягнуті з моменту заборони ХФВ. Простіше кажучи, кожен відсоток відновлення має значення, і кожна затримка загрожує благополуччю людини та довкілля.
Тип палива має більше значення, ніж ви думаєте
Проблема полягає головним чином у викидах газоподібного хлору та сажі. Хлор розщеплює молекули озону, а частинки сажі нагрівають середній шар атмосфери, прискорюючи реакції, що руйнують озоновий шар. Твердопаливні ракетні двигуни є основним джерелом викидів хлору, тоді як більшість типів ракет викидають сажу.
Тільки ракети, що використовують кріогенне паливо, таке як рідкий кисень і водень, майже озононейтральні. Але з цим паливом складно працювати, і його використовують лише близько 6 відсотків поточних запусків. Це означає, що переважна більшість запусків все ще сприяють руйнуванню озонового шару.
Повторний вхід: прихована загроза
Дослідження зосереджувалося на викидах під час підйому ракети, але як щодо зворотного шляху? Більшість супутників згорають, коли знову входять в атмосферу, виділяючи оксиди азоту та частинки металу. Вже відомо, що оксиди азоту шкодять озоновому шару, тоді як метали можуть утворювати хмари або діяти як хімічні поверхні, що прискорюють втрату озону.
Вчені досі погано розуміють ці ефекти та часто не враховують їх у кліматичних моделях. Але зі швидким зростанням супутникових сузір’їв все більше і більше сміття знову потраплятиме в атмосферу, що робить цю галузь нагальною для подальших досліджень.
Чисте паливо пропонує шлях
«Існує ризик того, що швидке зростання кількості запусків ракет у світі може уповільнити відновлення життєво важливого озонового шару», – сказав Сандро Ваттіоні. «Проблему недооцінюють, проте її можна було б пом’якшити за допомогою перспективних, скоординованих дій». Дослідники вважають, що ще є час діяти. Кращий моніторинг викидів, використання чистішого палива та заохочення переходу на кріогенні системи можуть допомогти захистити озоновий шар. Встановлення міжнародних правил дозволить космічній галузі розвиватися стабільно.