Падающий металлический космический мусор меняет верхние слои атмосферы

Согласно новому исследованию американцев, обилие металлических примесей, вызванных осколками космического мусора, которые перегорают при попадании в атмосферу, стало в небе над Землёй проблемой. Этот неожиданный уровень загрязнения, который, по всей видимости, будет стремительно расти в ближайшие десятилетия, может оказать влияние на атмосферу планеты способами, которые до сих пор недостаточно поняты, предупреждают ученые.

Исследование, опубликованное 16 октября в журнале PNAS, является частью проекта американского Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) по стратосферным аэрозольным процессам, бюджету и радиационным эффектам (SABRE), который отслеживает уровни аэрозолей — мельчайших частиц, находящихся в воздухе в атмосфере.

Исследователи использовали специально оборудованный исследовательский самолет с воронкой на носовом обтекателе, предназначенной для захвата и анализа аэрозолей из стратосферы, второго слоя атмосферы, находящегося на высоте от 12 до 50 километров над поверхностью Земли. Целью исследования было выявить аэрозоли, содержащие "метеорную пыль" от космических камней, сгорающих в космосе. Однако самолет обнаружил значительные концентрации металлических элементов, которые загрязняют взвешенные молекулы, и ни один из них не может быть объяснен метеорами или естественными процессами.

Среди наиболее удивительных элементов были ниобий и гафний, редкоземельные металлы, используемые в технических компонентах, таких как аккумуляторы. Ученые также оказались обеспокоенными высоким содержанием алюминия, меди и лития.

Команда не ожидала найти эти элементы в стратосфере и изначально не могла определить их происхождение, как сообщил ведущий автор исследования Дэниел Мерфи, атмосферный химик из Лаборатории химических наук NOAA в Боулдере, штат Колорадо.

"Однако сочетание алюминия и меди, а также ниобия и гафния, которые используются в жаропрочных и высокоэффективных сплавах, указывает на аэрокосмическую промышленность", - добавил он.

Это открытие "представляет собой первый случай, когда загрязнение стратосферы четко связано с космическим мусором", утверждают исследователи.

В итоге исследование выявило 20 различных металлических элементов, которые обычно не встречаются в атмосфере Земли, включая серебро, железо, свинец, магний, титан, бериллий, хром, никель и цинк.

Команда предполагает, что основным источником загрязнения являются ракетные ускорители, которые отделяются от ракет сразу после ухода из верхних слоев атмосферы и затем возвращаются на Землю. Китай критиковали за ряд неуправляемых входов в атмосферу, связанных с ракетными ускорителями, но эта проблема также вызывает беспокойство в России и у НАСА.

Спутники, которые выходят из строя, выбиваются с орбиты в результате солнечных бурь или намеренно возвращаются на Землю, также, вероятно, будут значительно увеличивать загрязнение металлами при сгорании.

С увеличением числа коммерческих спутников, запущенных в космос, загрязнение от спутников, вероятно, будет увеличиваться. Особенно беспокойство вызывают почти 9000 спутников, которые находятся в настоящее время на низкой околоземной орбите и в конечном итоге должны вернуться на Землю, согласно данным "Orbiting Now".

В итоге около 10% аэрозолей в данном исследовании оказались загрязнены металлами из космического мусора, но ученые прогнозируют, что в ближайшие несколько десятилетий этот процент может вырасти примерно до 50%.

На данный момент слишком рано говорить о долгосрочных последствиях этого загрязнения для нашей планеты. Однако исторически загрязнение атмосферы, как, например, хлорфторуглероды (ХФУ), способствовало образованию дыр в озоновом слое, а аэрозоли играют роль в отражении солнечного света обратно в космос, что имеет значение для смягчения последствий изменения климата. По словам Мерфи, "понадобится много работы", чтобы "понять последствия" присутствия этих металлов в атмосфере.

Ранее мы сообщали, что в США выписали первый в истории штраф за космический мусор.