Η ρύπανση από το διάστημα απειλεί την οζονική στιβάδα και το κλίμα
Η εξαΰλωση ενός σταδίου πυραύλου Falcon 9 κατά την επανείσοδό του στην ατμόσφαιρα απελευθέρωσε ένα νέφος ατμοποιημένων μετάλλων πάνω από την Ευρώπη, ένας τύπος ρύπανσης που αναμένεται να αυξηθεί καθώς πολλαπλασιάζονται τα διαστημόπλοια και οι δορυφόροι.
Το ανώτερο στάδιο ενός Falcon 9, που κανονικά προορίζεται για προσθαλάσσωση στον Ειρηνικό Ωκεανό για επαναχρησιμοποίηση, έχασε τον έλεγχο λόγω βλάβης κινητήρα και έπεσε από την τροχιά πάνω από τον Βόρειο Ατλαντικό τον Φεβρουάριο του 2025.
Άνθρωποι σε όλη την Ευρώπη παρακολούθησαν ιπτάμενα συντρίμμια να διαγράφονται στον ουρανό, με μέρος αυτών να συντρίβεται πίσω από μια αποθήκη στην Πολωνία. Λαμβάνοντας γνώση της είδησης, ο Robin Wing στο Ινστιτούτο Φυσικής της Ατμόσφαιρας Leibniz στη Γερμανία και οι συνεργάτες του ενεργοποίησαν το λίνταρ τους, ένα όργανο για την ανίχνευση της ατμόσφαιρας. Είκοσι ώρες αργότερα, ανίχνευσαν μια δεκαπλάσια αύξηση στο λίθιο, ένα βασικό συστατικό των σκελετών πυραύλων, στην ανώτερη ατμόσφαιρα καθώς το νέφος ατμοποιημένων μετάλλων περνούσε από πάνω.
Μοντελοποιήσεις της ατμόσφαιρας έδειξαν ότι αυτό το νέφος είχε διανύσει 1600 χιλιόμετρα από την περιοχή όπου ο Falcon 9 επανήλθε στην ατμόσφαιρα. Η μελέτη είναι η πρώτη που εντοπίζει ρύπανση σε μεγάλο υψόμετρο σε επανείσοδο συγκεκριμένου διαστημοπλοίου.
Τα μικροσκοπικά μεταλλικά σωματίδια «θα μπορούσαν να καταλύουν την καταστροφή του όζοντος, να δημιουργούν σύννεφα στη στρατόσφαιρα και τη μεσόσφαιρα, επηρεάζοντας τον τρόπο που το ηλιακό φως ταξιδεύει μέσω της ατμόσφαιρας», λέει ο Wing. «Όμως όλα αυτά είναι ελάχιστα μελετημένα.»
Η ανησυχία για αυτόν τον τύπο ρύπανσης αυξάνεται καθώς οι εμπορικές εκτοξεύσεις διαστημοπλοίων εκτοξεύονται και οι εταιρείες επεκτείνουν τους υπερ-δορυφορικούς τους στόλους, όπως ο Starlink της SpaceX και ο Leo της Amazon. Περίπου 14.500 δορυφόροι βρίσκονται ήδη σε τροχιά, και τον περασμένο μήνα η SpaceX υπέβαλε αίτηση για την εκτόξευση 1 εκατομμυρίου ακόμη για τον στόχο του Elon Musk της δημιουργίας δορυφορικών κέντρων δεδομένων για την τροφοδοσία της τεχνητής νοημοσύνης.
Για να αποφευχθεί ένας ανεξέλεγκτος κύκλος συγκρούσεων που παράγουν ολοένα και περισσότερα διαστημικά απορρίμματα, οι δορυφόροι συνήθως επιτρέπεται να πέφτουν και να καίγονται στο τέλος της διάρκειας ζωής τους. Ειδικοί λένε ότι η ποσότητα των σωματιδίων διαστημικών απορριμμάτων θα μπορούσε να αυξηθεί κατά 50 φορές την επόμενη δεκαετία και να ξεπεράσει το 40% της μάζας που φέρνουν οι μετεωροειδείς στην ατμόσφαιρα σήμερα.
Υπάρχει μια παρανόηση ότι τα διαστημικά απορρίμματα καίγονται στην ατμόσφαιρα και εξαφανίζονται, λέει ο Daniel Cziczo στο Πανεπιστήμιο Purdue της Ιντιάνα, ο οποίος δεν συμμετείχε στη μελέτη. «Ας πατήσουμε λίγο φρένο εδώ, και ας κάνουμε μια πολύ εμπεριστατωμένη ανάλυση για το τι επίδραση μπορεί να έχει αυτό το υλικό.»
Το νέφος του Falcon 9 περιείχε περίπου 30 κιλά λιθίου. Όμως, δεδομένης της σύνθεσης των κραμάτων στους σκελετούς πυραύλων, θα περιείχε πολύ μεγαλύτερη ποσότητα αλουμινίου.
Το ατμοποιημένο αλουμίνιο αντιδρά με το ατμοσφαιρικό οξυγόνο για να σχηματίσει σωματίδια οξειδίου του αλουμινίου, τα οποία παρέχουν μια επιφάνεια όπου οι ενώσεις του χλωρίου μπορούν να διασπαστούν ευκολότερα. Οι ριζές χλωρίου που ελευθερώνονται από αυτή τη διαδικασία αντιδρούν και καταστρέφουν τα μόρια του όζοντος στη στρατόσφαιρα.
Ερευνητές εκτιμούν ότι η καύση διαστημοπλοίων απελευθερώνει 1000 τόνους οξειδίου του αλουμινίου στην ατμόσφαιρα ετησίως και αυξάνεται. Αυτό απειλεί να επεκτείνει την τρύπα του όζοντος στο νότιο ημισφαίριο, η οποία συρρικνώνεται καθώς οι χώρες σταδιακά καταργούν τα αέρια που καταστρέφουν το όζον. Η απώλεια όζοντος θα μπορούσε να επιτρέψει την είσοδο περισσότερων υπεριωδών ακτίνων του ήλιου, οι οποίες προκαλούν καρκίνο του δέρματος.
«Όσον αφορά τα μέταλλα, κινούμαστε προς ένα νέο παράδειγμα όπου η ανώτερη ατμόσφαιρα επηρεάζεται όλο και περισσότερο από την ανθρωπογενή ρύπανση παρά από φυσικές πηγές», λέει η Eloise Marais στο University College London. «Τα διαστημικά απορρίμματα αρχίζουν να αναιρούν την πρόοδο που έχει γίνει με την τρύπα του όζοντος.»
Τα σωματίδια οξειδίου μετάλλων μπορούν επίσης να χρησιμεύσουν ως πυρήνες γύρω από τους οποίους ο υδρατμός μπορεί να συμπυκνωθεί σε σταγονίδια, σχηματίζοντας νεφέλη τύπου cirrus στην ανώτερη τροπόσφαιρα, τα οποία τείνουν να παγιδεύουν θερμότητα.
Επιστήμονες έχουν μετρήσει σωματίδια από καμένα διαστημόπλοια σε νεφέλη τύπου cirrus. Εάν ενθαρρύνουν τον σχηματισμό νεφελών cirrus, θα μπορούσε να επιδεινώσει την παγκόσμια υπερθέρμανση, αν και ο αντίκτυπος αυτός θα παραμένει μικρός σε σύγκριση με αυτόν των αερίων του θερμοκηπίου όπως το διοξείδιο του άνθρακα.
«Υπάρχουν πολλά επιστημονικά στοιχεία ότι αυτό το υλικό θα μπορούσε να έχει επιζήμιες επιπτώσεις στην ατμόσφαιρά μας, και τώρα είναι στο χέρι μας ως επιστήμονες να καταλάβουμε αν αυτές οι επιπτώσεις εκτυλίσσονται και πόσο σοβαρές είναι», λέει ο Cziczo.
Μπορεί να υπάρξουν λύσεις, όπως η κατασκευή δορυφόρων από υλικά όπως το ξύλο – αν και αυτό θα μπορούσε ακόμη να απελευθερώσει αιθάλη μαύρου άνθρακα κατά την επανείσοδο – ή η απόσυρσή τους σε «ορβίτες κοιμητηρίων» σε μεγάλο υψόμετρο.
«Χρειάζεται να αφιερώσουμε λίγο χρόνο και να σκεφτούμε τι κάνουμε πριν το κάνουμε», λέει ο Wing. «Αυτή η έκρηξη δορυφόρων… είναι πολύ γρήγορη, και δεν ξέρουμε τις συνέπειες.»