Рига: +4.2°С
Историческое измерение: прямой след космического мусора в атмосфере
Группа ученых впервые в истории напрямую зафиксировала и измерила загрязнение верхних слоев атмосферы, вызванное сгоранием в ней фрагментов космического аппарата. Событие, привлекшее внимание исследователей, произошло после неконтролируемого схода с орбиты второй ступени ракеты Falcon 9 компании SpaceX. Это исследование, опубликованное в авторитетном журнале Communications Earth & Environment, знаменует собой важный шаг в понимании химического воздействия космического мусора на атмосферу Земли.
Исследователи, в частности, из Германии, использовали лидар — лазерный прибор для дистанционного зондирования атмосферы — для проведения замеров. Их внимание было сосредоточено на обнаружении шлейфа атомов лития в мезосфере и нижней термосфере, на высотах около 50–100 километров. Литий был выбран в качестве индикатора, поскольку он широко применяется в компонентах космической техники, но в естественных условиях на таких высотах присутствует лишь в следовых, ничтожных количествах.
Скачок концентрации и методология исследования
Резкий скачок концентрации лития был зафиксирован приборами ученых сразу после полуночи 20 февраля 2025 года. Концентрация этого металла в обнаруженном загрязненном облаке оказалась в десять раз выше базовых показателей для этой области атмосферы, расположенной почти в 100 километрах над поверхностью планеты.
Обнаруженный шлейф имел четкие пространственные и временные характеристики: он простирался с высоты 97 до 94 километров и наблюдался в течение 27 минут. Используя детальные модели атмосферных ветров, авторы работы смогли рассчитать траекторию и с высокой долей вероятности определить источник этого загрязнения. Наиболее вероятным источником стала траектория полета верхней ступени Falcon 9, которая вошла в атмосферу неконтролируемо примерно за 20 часов до момента измерения, предположительно, над Атлантическим океаном к западу от Ирландии.
Расчеты убедительно показали, что естественные атмосферные процессы практически не могли стать причиной появления столь выраженного и локализованного шлейфа.
Ученые подчеркивают, что их работа — это первый случай непосредственного измерения химического загрязнения, вызванного разрушением единичного фрагмента космического мусора, и он демонстрирует эффективный метод для проведения подобных исследований в будущем.
Контекст: Проблема загрязнения от сгорания космических объектов
Данный инцидент с Falcon 9, хоть и послужил уникальной возможностью для науки, вписывается в более широкую проблему роста атмосферного загрязнения от космической деятельности. В отличие от метеоритов, сгорающие в атмосфере рукотворные объекты, такие как ступени ракет или спутники, содержат в своем составе материалы, практически отсутствующие в природном космическом потоке. К ним относятся алюминиевые сплавы, композитные структуры и редкоземельные элементы.
Хотя в данном конкретном случае отслеживали литий, предыдущие анализы последствий разрушений более крупных аппаратов, например, взрыва верхней ступени Starship в январе 2025 года, указывали на потенциально более серьезные загрязнители. Специалисты, такие как Коннор Баркер из Лондонского университетского колледжа, ранее оценивали, что такая авария могла выбросить десятки тонн оксидов металлов и оксидов азота. В частности, при сгорании алюминия образуется оксид алюминия (глинозем), который, оставаясь на большой высоте в виде легкого порошка, способен разрушать озоновый слой и изменять отражательную способность атмосферы.
По оценкам экспертов, загрязнение от одного крупного инцидента, подобного январскому, могло достигать по массе металлического загрязнения трети от всего объема материала, сгорающего от метеоритов за год. В свете того, что количество запусков SpaceX и других компаний постоянно растет, долгосрочное кумулятивное воздействие этих выбросов вызывает серьезную озабоченность у климатологов и атмосферных химиков.
Долгосрочные последствия и перспективы
Полученные данные о поведении и дисперсии лития в мезосфере имеют решающее значение для моделирования экологического следа космических полетов. Исследователи предупреждают, что, хотя их метод позволил отследить литий, многие другие вещества, выделяющиеся при сгорании, вступают в более сложные химические реакции уже на этапе спуска, что затрудняет их прямое измерение.
Для формирования полной картины долгосрочного воздействия, необходимо дальнейшее наращивание сети наблюдений и усовершенствование атмосферных моделей. Как отметил один из экспертов, продемонстрированная точность лидарного метода позволяет не только изучать разовые инциденты, но и в принципе отслеживать, как металлическое загрязнение от ежегодных запусков и сходов с орбиты накапливается в средних слоях атмосферы, которые традиционно считались нетронутыми.
Исследование, проведенное на основе события, видимого в небе над Европой, включая территории, близкие к странам Балтии, подчеркивает глобальный характер проблемы космического мусора и его невидимых, но измеряемых последствий для экосистемы планеты.
Следите за новостями на других платформах: