Как космические ракеты разрушают озоновый слой Земли
- Стремительный рост запусков спутников и ракет угрожает озоновому слою Земли из-за выбросов хлора и частиц сажи, которые разрушают озон.
- Ученые призывают к мониторингу выбросов и продвижению альтернативных движущих систем, чтобы минимизировать влияние на озоновый слой.
Стремительный рост космической индустрии и запусков спутников открывают новые горизонты для человечества. Однако эта космическая гонка имеет и обратную сторону – скрытые экологические риски. Ученые бьют тревогу из-за угрозы, которую раньше считали незначительной, но теперь она может повлиять на всю планету.
Как космическая отрасль разрушает защитный щит Земли?
В последние годы ночное небо начало меняться из-за расширения спутниковых группировок на низкой околоземной орбите. Этот процесс является следствием бурного развития космической промышленности, которая создает огромные возможности, но одновременно и серьезные экологические проблемы. Загрязняющие вещества, выбрасываемые при запуске ракет и сгорании их обломков при возвращении в атмосферу, накапливаются в ее средних слоях, где могут повредить озоновый слой – естественный щит Земли от вредного ультрафиолетового излучения, пишет 24 Канал со ссылкой на Climate and Atmospheric Science.
Смотрите также NASA хочет купить коммуникационный спутник для Марса
Хотя исследования влияния ракетных выбросов на озон начались более 30 лет назад, длительное время их влияние считалось минимальным. Однако ситуация меняется, поскольку частота запусков неуклонно растет. Для сравнения, в 2019 году в мире было зафиксировано лишь 97 орбитальных запусков, а к 2024 году эта цифра выросла до 258. Прогнозы указывают на дальнейшее стремительное увеличение количества стартов, а новости тем временем пестрят заголовками об очередной ракете SpaceX, которая "пробила дыру" в озоновом слое.
В отличие от загрязнителей на уровне земли, выбросы от ракет и спутников, входящих в атмосферу, могут оставаться в средних и верхних ее слоях в 100 раз дольше, поскольку на этих высотах отсутствуют процессы очистки, например осадки. И хотя большинство запусков происходит в Северном полушарии, атмосферная циркуляция со временем распространяет загрязнители по всей планете.
Чтобы оценить долгосрочные последствия, ученые смоделировали влияние будущих выбросов на озоновый слой до 2030 года. По сценарию интенсивного роста, который предусматривает 2040 запусков в год (примерно в восемь раз больше, чем в 2024 году), модель прогнозирует уменьшение средней толщины озонового слоя почти на 0,3%. Над Антарктикой, где каждую весну появляется озоновая дыра, сезонные потери могут достигать 4%.
Эти цифры могут показаться небольшими, но они являются критическими в контексте общей ситуации. Озоновый слой до сих пор восстанавливается после повреждений, нанесенных хлорфторуглеродами (ХФУ), использование которых было запрещено Монреальским протоколом 1989 года. Даже сегодня толщина озонового слоя остается примерно на 2% ниже доиндустриального уровня, а полное восстановление ожидается не ранее 2066 года. Исследование показывает, что неконтролируемые ракетные выбросы, которые пока не регулируются, могут отсрочить этот процесс на несколько лет или даже десятилетий.
Почему озон разрушается?
Основными разрушителями озона от ракетных выбросов являются газообразный хлор и частицы сажи. Хлор действует как катализатор, уничтожающий молекулы озона, тогда как сажа нагревает средние слои атмосферы, ускоряя химические реакции, разрушающие озон. Хотя большинство видов ракетного топлива производят сажу, выбросы хлора происходят преимущественно из твердотопливных ракетных двигателей.
На сегодня единственными движущими системами с незначительным влиянием на озоновый слой являются те, использующие криогенное топливо, например жидкий кислород и водород. Однако из-за технологической сложности работы с таким топливом, его используют только в 6% ракетных запусков.
Кроме выбросов во время старта, существует еще одна проблема – возвращения спутников в атмосферу. Большинство аппаратов на низкой орбите сгорают в конце срока службы, выделяя дополнительные загрязнители, в частности частицы металлов и оксиды азота. Хотя известно, что оксиды азота разрушают озон, влияние металлических частиц до сих пор плохо изучено. Они могут способствовать образованию полярных стратосферных облаков или сами служить поверхностями для реакций, усиливающих потерю озона. С увеличением количества спутников выбросы от их сгорания будут становиться более частыми, а значит, общее влияние на озоновый слой, вероятно, будет еще выше, чем показывают текущие оценки.
Что с этим делать?
Ученые считают, что создание космической индустрии, которая не вредит озоновому слою, вполне возможно. Ключевыми шагами должны стать мониторинг выбросов, минимизация использования топлива, производящего хлор и сажу, продвижение альтернативных движущих систем и внедрение соответствующих регуляций.
Это потребует скоординированных усилий ученых, политиков и представителей отрасли. Как показывает опыт Монреальского протокола, глобальное сотрудничество способно решать даже планетарные экологические угрозы.