Į Žemę sugrįžtančios kosminės šiukšlės, sudegdamos atmosferoje, į iki šiol beveik nesuterštą viršutinę atmosferos dalį išskiria metalų taršą, rodo naujas tyrimas.
Šiandien žurnale Communications Earth & Environment paskelbtą tyrimą atliko Robinas Wingas iš Leibnizo atmosferos fizikos instituto Vokietijoje su tarptautine mokslininkų komanda.
Naudodami itin jautrius lazerius, jie užfiksavo ličio užterštumo kamuolį ir atsekė jo kilmę iki nekontroliuojamo panaudoto „SpaceX Falcon 9“ raketos viršutinio laipsnio sugrįžimo į Žemę.
Tai pirmasis tiesioginis įrodymas, kad į atmosferą sugrįžtančios kosminės nuolaužos viršutinėje atmosferoje palieka aptinkamą, žmogaus sukeltą cheminį pėdsaką. Tai taip pat pirmas kartas, kai konkretaus kosminės šiukšlės sugrįžimo metu susidaręs teršalų debesis buvo nuolat stebimas nuo žemės paviršiaus.
Atsižvelgiant į tai, kad ateityje planuojama paleisti dar daug palydovų, šis įvykis tikrai nebus paskutinis. Jis pabrėžia skubų poreikį vyriausybėms ir kosmoso industrijai imtis veiksmų prieš šiai problemai tampant nekontroliuojama.
Mažai pažinta atmosferos dalis
Viršutinę stratosferą, mezosferą ir apatinę termosferą (maždaug 80–120 km aukštyje virš Žemės) sudaranti sritis yra viena mažiausiai ištirtų Žemės sistemos dalių. Ji yra per aukštai balionams, per žemai palydovams ir per ekstremali aplinkai, kad ten skraidytų orlaiviai.
Vis dėlto ši atmosfera dalis yra labai svarbi radijo ir GPS ryšiui, viršutinės atmosferos cirkuliacijai ir stratosferos ozonui.
Viršutinė atmosferos dalis iki šiol beveik nebuvo užteršta žmogaus veiklos. Tačiau naujasis kosmoso amžius į ją įveda vis daugiau metalų ir kitų teršalų iš palydovų, raketų pakopų ir kosminių nuolaužų.
Dar neaišku, kokį poveikį tai turės stratosferos ozono sluoksniui, kuris saugo Žemėje gyvenančias būtybes nuo kenksmingos ultravioletinės spinduliuotės. Vis dėlto pirminiai rezultatai kelia nerimą.
Pavyzdžiui, 2024 m. atlikti tyrimai rodo, kad su raketų startais ir sugrįžimais susijusios aliuminio ir chloro emisijos gali lėtinti ozono sluoksnio atsikūrimą.
Taip pat tikėtina, kad raketų išmetamos suodžių dalelės viršutinėje atmosferoje prisidės prie papildomo šilimo.
Kaip ličio debesis aptiktas lazeriais
Naujajame tyrime mokslininkai naudojo itin jautrią lazerinę matavimo sistemą, skirtą labai mažoms metalų koncentracijoms mezosferoje ir apatinėje termosferoje aptikti pagal jų fluorescenciją. Tai nėra serijinė, plačiai prieinama technologija, tačiau teoriškai ji galėtų tokia tapti.
2025 m. vasario 20 d. tyrėjai užfiksavo aiškų, staigų ličio jonų kiekio padidėjimą, susijusį su ličio baterijomis ir žmogaus pagamintais metaliniais palydovų korpusais. Šie signalai aiškiai skyrėsi nuo natūralių meteorinės kilmės dalelių.
Naudodami atmosferos trajektorijos modeliavimą, mokslininkai tiksliai susiejo šio ličio debesies laiką ir aukštį su panaudotos „Falcon 9“ raketos pakopos sugrįžimo trajektorija. Raketos laipsnis degdamas leidosi per apatinę termosferą į mezosferą virš Atlanto vandenyno, į vakarus nuo Airijos.
Grėsmė, kuri sparčiai didėja
Palydovų skaičius orbitoje per kelerius metus išaugo nuo kelių tūkstančių iki maždaug 14 000, daugiausia dėl milžiniškų žemųjų orbitų palydovų žvaigždynų.
Planuojama paleisti dar gerokai daugiau palydovų. Pavyzdžiui, „SpaceX“ yra pateikusi prašymą leisti sukurti iki milijono palydovų žvaigždyną, skirtą kosminiams duomenų centrams. Kiekvienas šių palydovų galiausiai sugrįš į Žemės atmosferą ir sudegs. Tą patį padarys ir juos iškėlusios raketos.
Skaičiuojama, kad iki 2030 m. kiekvieną dieną viršutinėje atmosferoje sudegs po kelias tonas kosminių aparatų medžiagų.
Šiuo metu nėra jokio tarptautinio reguliavimo, kuris apimtų šias emisijas. Teršalai beveik nestebimi, o mokslinis supratimas apie galimą jų poveikį atmosferai ir klimatui vis dar labai ribotas.
Naujoji ličio debesies detekcija aiškiai parodė, kad sugrįžtančių nuolaužų teršalai yra išmatuojami ir gali būti susiejami su konkrečiais įvykiais. Tai svarbus žingsnis, siekiant užtikrinti, kad kosmoso veiklą vykdančios bendrovės prisiimtų atsakomybę už savo veiklos padarinius.
Tarptautinės reguliavimo institucijos turi būti įsteigtos tam, kad galėtų bendradarbiauti su vyriausybėmis ir mokslininkais, kurdamos stebėjimo tinklus ir matavimo sistemas, skirtas sekti, kaip ši nauja taršos rūšis keičia mūsų atmosferą.
Kol kosmoso industrija sparčiai plečiasi, pastangos suprasti, stebėti ir reguliuoti viršutinės atmosferos taršą turi neatsilikti.
