Космічне сміття непомітно забруднює Землю

Нове дослідження показало, що навіть космічне сміття, розроблене з метою утилізації, забруднює Землю. Ті уламки ракет і космічних станцій і мертві супутники, які згоряють під час входу в атмосферу, залишають мізерні сліди металу, що залишаються в атмосфері нашої планети.

Наразі невідомо, який вплив можуть мати ці сліди. Але зі зростаючими темпами запуску в космос кількість парів металу в стратосфері, за прогнозами, тільки зросте. За словами групи дослідників на чолі з фізиком Деніелом Мерфі з Національного управління океанічних і атмосферних досліджень (NOAA), це відкриття вимагає дослідження впливу парів металів на атмосферу та прогнозу того, як це зміниться з часом.

«Наразі тугоплавкий матеріал у стратосферних частинках — це переважно залізо, кремній і магній із природного метеоритного джерела», — пишуть дослідники у своїй новій статті.

«Однак прогнозується, що кількість матеріалу, отриманого від входу в атмосферу ракет і супутників, різко зросте в найближчі 10-30 років. У результаті очікується, що кількість алюмінію в стратосферних частинках сірчаної кислоти стане порівнянною з або навіть перевищує кількість метеоритного заліза з невідомими наслідками для включень і зародження льоду».

Хоча на навколоземній орбіті є багато сміття з перших років космічної ери людини, останні запуски були здійснені з обмеженим терміном служби. Космічний корабель, який згодом сходитиме з орбіти та впаде на Землю, проектується з використанням матеріалів, які згорять у верхніх шарах атмосфери, а не впадуть на поверхню.

Але незрозуміло, що відбувається з випаровуваними побічними продуктами повторного входу. Мерфі та його колеги хотіли з’ясувати, чи затримується пара з цих орбіт у стратосфері. Вони взяли зразки стратосферних аерозолів і проаналізували їх за допомогою інструменту аналізу частинок за допомогою лазерного мас-спектрометра (PALMS) на борту висотного літака NASA WB-57.

Аерозолі в стратосфері — це здебільшого краплі сірчаної кислоти, що утворюються в результаті окислення карбонілсульфіду, який зустрічається як у природі, так і як забруднювач атмосфери. Ці краплі можуть містити сліди металів і кремнію, отримані в результаті потрапляння в атмосферу метеорів, поверхня яких випаровується під час падіння.

Команда проаналізувала близько 500 000 окремих аерозольних крапель, шукаючи сліди металів, які використовуються у виробництві космічних кораблів. Вони виявили близько 20 металів.

Деякі з цих металів були в співвідношенні, що відповідає випаровуванню метеорів, але інші, як-от літій, алюміній, мідь і свинець, перевищили очікувані кількості від абляції метеорів. Команда виявила, що перевищення відповідало співвідношенням, очікуваним від виробництва космічних кораблів.

Інші знайдені ними метали, такі як ніобій і гафній, поширені в космічних кораблях, але зовсім не в метеоритах. Загалом команда виявила, що близько 10 відсотків стратосферних аерозолів, розмір яких перевищує певний розмір, затримують частинки випаровуваних космічних кораблів.

Це може мати кілька наслідків для Землі та атмосфери. Присутність цих частинок може вплинути на те, як вода замерзає в лід у стратосфері, і вплинути на розмір стратосферних аерозольних частинок. Вони також можуть викликати відкладення солей на аерозольних частинках і змінювати заломлення світла в стратосфері.

Це може здатися незначними змінами, але вони можуть мати непередбачені наслідки, які ми справді повинні дослідити, кажуть дослідники.

«Космічна галузь вступила в епоху стрімкого зростання. З десятками тисяч малих супутників, які планується вивести на низьку навколоземну орбіту, ця збільшена маса буде розділена на багато нових подій», – підсумовують вони.

«З огляду на те, що 10 відсотків стратосферних частинок зараз містять підвищений вміст алюмінію, з набагато більшою кількістю подій повернення в атмосферу, цілком імовірно, що в найближчі кілька десятиліть відсоток стратосферних частинок сірчаної кислоти, які містять алюміній та інші метали від супутника, буде порівнянним з приблизно 50 відсотків, які зараз містять метеоритні метали». Джерело