Проблема космического мусора выходит за рамки обеспечения безопасности космических программ. Специальное исследование показало, что сгорающие в атмосфере части ракет и спутников ощутимо загрязняют атмосферу Земли, что будет иметь последствия с пока ещё непонятным эффектом.
Источник изображения: Pixabay
Обязательный в дальнейшем свод отработавших свой срок спутников с орбиты позволит держать дорогу в космос открытой и обеспечит более-менее безопасную орбитальную работу космическим аппаратам и миссиям. Но ещё никто не пытался оценить, к чему приведёт регулярное сжигание тысяч тонн разнообразного металла в верхних слоях атмосферы. Лишь сейчас группа учёных под руководством физика Дэниела Мерфи (Daniel Murphy) из Национального управления океанических и атмосферных исследований США (NOAA) провела исследование, которое заставляет серьёзно задуматься о последствиях сжигания космического мусора для экосистемы Земли.
«В настоящее время тугоплавкий материал в стратосферных частицах представлен в основном железом, кремнием и магнием из естественного метеоритного источника, — сообщают учёные в новой работе, опубликованной в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences. — Однако в ближайшие 10–30 лет прогнозируется резкое увеличение количества материала, образующегося при входе в атмосферу разгонных блоков ракет и спутников. В результате количество алюминия в частицах стратосферной серной кислоты, как ожидается, станет сравнимым с метеоритным железом или даже превысит его, что приведет к неизвестным последствиям для включений и зарождения льда».
В ходе эксперимента высотный самолёт-лаборатория NASA WB-57 с помощью бортового прибора Particle Analysis by Laser Mass Spectrometer (PALMS) проанализировал более полумиллиона аэрозольных частичек из стратосферы. Аэрозоли в стратосфере в основном представляют собой капли серной кислоты, образующейся при окислении карбонилсульфида, который встречается в атмосфере как в естественных условиях, так и в качестве загрязнителя. В каплях аэрозолей могут присутствовать следы металлов и кремния, полученных при попадании в атмосферу метеоров, поверхность которых испаряется при падении. Но для учёных стало сюрпризом, что они обнаружили в стратосферном аэрозоле следы около 20 металлов, часть из которых были явно не метеорного происхождения.
В частности, содержание в стратосферных аэрозолях лития, алюминия, меди и свинца превысило ожидаемое от испарения метеоров. Уровень превышения и соотношение тех или иных металлов в пробах, по мнению специалистов, соответствует пропорциям из практики изготовления космических аппаратов. Более того, обнаруженные в пробах ниобий и гафний совсем не встречались в метеоритах, тогда как в ракетах и спутниках они есть. В целом группа обнаружила, что около 10 % стратосферных аэрозолей определенного размера содержат частицы испарившихся космических аппаратов.
Это может иметь несколько последствий для Земли и атмосферы. Присутствие таких частиц может повлиять на процесс превращения воды в лёд в стратосфере, а также будет оказывать влияние на размер частиц стратосферного аэрозоля. Посторонние вещества также могут вызывать повышение уровня солей в аэрозольных частицах и изменять преломление света в стратосфере. Это окажет влияние на инсоляцию, что также повлечёт за собой определённые последствия. Если дальше всё будет развиваться бурными темпами, то лет через 40 содержание земных металлов в стратосферных аэрозолях сравнится с металлами метеорного происхождения и к чему это приведёт, необходимо думать уже сейчас.
Японцы оказались удивительно прозорливыми, когда начали изучать древесину в качестве замены алюминию в корпусах спутников.