Tysiące satelitów co roku ulegają spaleniu. Jaki wpływ mają na ziemską atmosferę?

W 2023 roku grupa badaczy ze Stanów Zjednoczonych i Wielkiej Brytanii odkryła w stratosferze cząstki zawierające różne metale, w tym aluminium i lit. Pochodziły one z statków kosmicznych i towarzyszących im odpadów, na przykład jednorazowych członów rakiet. Kiedy spalają się one w atmosferze, uwalniają szereg substancji.

Pełny skład tych emisji pozostaje niejasny, wiadomo jednak, że zanieczyszczenia mają wpływ na równowagę termiczną atmosfery. Problem będzie się nasilał, ponieważ według wstępnych szacunków do 2033 roku do atmosfery będzie rocznie trafiać około 3500 ton aerozoli pochodzących z procesów wejścia w atmosferę.

Aerozole to maleńkie cząsteczki zawieszone w powietrzu o różnych barwach i kształtach. Jasne cząsteczki zazwyczaj odbijają światło słoneczne, powodując tym samym ochłodzenie, podczas gdy ciemniejsze cząsteczki pochłaniają światło i doprowadzają do ocieplania. Przykładowo, "chłodzące" właściwości ma tlenek glinu - niektórzy naukowcy zaproponowali nawet wstrzykiwanie jego cząstek do stratosfery, aby ograniczyć zmiany klimatyczne.

Jest o wiele za wcześnie, aby określić, w jakim stopniu związek ochłodzi planetę - jak również przewidzieć niezamierzone konsekwencje, na przykład częstsze ekstremalne zjawiska pogodowe. Wiadomo natomiast, że zawartość tlenków glinu pochodzących z wejść satelitów w atmosferę zbliża się obecnie do poziomów wytwarzanych przez meteoryty, a wkrótce znacznie je przekroczy.

Tlenek glinu i inne zanieczyszczenia działają również jako katalizatory rozpadu warstwy ozonowej, części stratosfery, która chroni Ziemię przed promieniowaniem słonecznym.

W latach 70. i 80. XX wieku ozonosfera została uszkodzona przez związki chemiczne znanej jako CFC (chlorofluorowęglowodory), które były stosowane w lodówkach, puszkach z aerozolem i środkach czyszczących. Protokół Montrealski z 1987 roku wycofał CFC i inne substancje niszczące warstwę ozonową, co doprowadziło do jej nieznacznej poprawy.

Według Światowego Forum Ekonomicznego, korzyści ekonomiczne wynikające z ochrony warstwy ozonowej wynoszą łącznie około 2,2 biliona dolarów amerykańskich. Dla przykładu, cieńsza warstwa ozonowa zwiększa narażenie na szkodliwe promieniowanie ultrafioletowe (UV), prowadząc do częstszego występowania raka skóry i zaćmy.

Ponowne wejście satelitów i kosmicznych śmieci może zatem nie tylko wpływać na atmosferę ziemską, ale także stanowić poważne zagrożenie dla globalnego klimatu i zdrowia publicznego. Co ważniejsze, w przeciwieństwie do zanieczyszczeń naziemnych, zanieczyszczenia ze starych statków kosmicznych mogą utrzymywać się w górnej atmosferze przez dziesięciolecia lub stulecia, pozostając niewykryte, dopóki ich wpływ na stężenie ozonu nie stanie się oczywisty.

Pomimo sukcesu protokołu montrealskiego przewiduje się, że warstwa ozonowa nie odbuduje się w pełni do 2066 r. To oznacza, że przywrócenie tego, co zostało uszkodzone w ciągu zaledwie kilku dekad, zajmie aż 80 lat.

Do tej pory nie jesteśmy w stanie poradzić sobie z problemem, jakim jest wzrost średniej globalnej temperatury powietrza. Zmiany klimatu postępują, a ludzkość nie znalazła na to rozwiązania. Dlatego nie możemy powodować dalszych szkód w środowisku poprzez gromadzenie się śmieci satelitarnych na granicy ziemskiej atmosfery.

Nie ma jednak prostego rozwiązania. Jeśli chcemy czerpać korzyści z ogólnoświatowych sieci satelitów, to naprawdę musimy pozwolić im spłonąć w atmosferze. Jest to obecnie jedyna opłacalna metoda ich utylizacji.

Na razie wkład przemysłu kosmicznego w niszczenie warstwy ozonowej i zmiany klimatu jest stosunkowo niewielki. Aktywność kosmiczna rośnie wykładniczo, dlatego nie możemy pozwolić sobie na przeoczenie konsekwencji śmieci satelitarnych.