Стрімке збільшення кількості ракетних запусків у всьому світі може уповільнити відновлення озонового шару, який захищає Землю від шкідливого ультрафіолетового випромінювання. Ця проблема залишається недооціненою, хоча її можна вирішити завдяки продуманим і скоординованим діям.
Останніми роками космічна індустрія переживає бум, що призвело до появи численних супутникових сузір’їв на низькій навколоземній орбіті. Це відкриває нові можливості, але водночас створює екологічні виклики. Викиди від ракетних запусків і повернення космічного сміття в атмосферу забруднюють середні шари атмосфери, завдаючи шкоди озоновому шару.
Дослідження впливу ракетних викидів на озоновий шар розпочалися понад 30 років тому, але раніше вважалося, що їхній вплив незначний. Проте з активним зростанням кількості запусків ситуація змінюється. У 2019 році у світі відбулося 97 орбітальних запусків, у 2024 році їхня кількість зросла до 258, і прогнозується подальше швидке зростання.
Тривалий вплив викидів
У середній і верхній атмосфері викиди від ракет і космічного сміття, що повертається, можуть залишатися до 100 разів довше, ніж викиди на земній поверхні, через відсутність природних механізмів очищення, таких як вимивання опадами. Хоча більшість запусків відбувається в Північній півкулі, атмосферна циркуляція розподіляє ці забруднювачі по всьому світу.
Міжнародна дослідницька команда за участю Університету Кентербері, ETH Zurich і Фізично-метеорологічної обсерваторії в Давосі (PMOD/WRC) використала кліматичну модель для прогнозування впливу ракетних викидів на озоновий шар до 2030 року. За сценарієм із 2040 запусками щорічно – у вісім разів більше, ніж у 2024 році – глобальна товщина озонового шару зменшиться на 0,3%, а сезонні втрати над Антарктидою, де щовесни формується озонова діра, можуть сягнути 4%.
Хоча ці цифри здаються невеликими, озоновий шар досі відновлюється після пошкоджень, спричинених хлорфторвуглецями (CFCs), забороненими Монреальським протоколом 1989 року. Сьогодні товщина озонового шару на 2% нижча за доіндустріальний рівень, і повне відновлення очікується лише до 2066 року. Неконтрольовані викиди від ракет можуть затримати цей процес на роки або навіть десятиліття залежно від темпів зростання космічної індустрії.
Вплив типу палива
Основними факторами руйнування озону є газоподібний хлор і частинки сажі, що викидаються ракетами. Хлор каталітично знищує молекули озону, а сажа нагріває середню атмосферу, прискорюючи хімічні реакції, що руйнують озон. Більшість ракетних палив продукують сажу, тоді як хлор переважно викидається твердопаливними двигунами. Наразі лише 6% запусків використовують кріогенні палива, такі як рідкий кисень і водень, які мають мінімальний вплив на озоновий шар, але їхнє застосування ускладнене технологічними вимогами.
Вплив повернення космічного сміття
Дослідження враховувало лише викиди під час запусків, але значний вплив має також повернення супутників із низької орбіти, які згоряють в атмосфері. Цей процес утворює металеві частинки та оксиди азоту, які каталітично руйнують озон. Металеві частинки можуть сприяти утворенню полярних стратосферних хмар або слугувати поверхнями для реакцій, що посилюють втрати озону. Ці ефекти залишаються маловивченими, оскільки більшість атмосферних моделей ще не враховують їх. Зі зростанням кількості супутникових сузір’їв вплив повернення сміття стане ще значнішим.
Шляхи вирішення
Проблему можна пом’якшити завдяки скоординованим діям. Моніторинг ракетних викидів, зменшення використання палив, що продукують хлор і сажу, просування кріогенних технологій і впровадження відповідних регуляцій допоможуть захистити озоновий шар. Успіх Монреальського протоколу показав, що глобальна співпраця може вирішувати екологічні загрози планетарного масштабу. У нову еру космічної активності подібна координація між ученими, політиками та космічною індустрією необхідна для збереження озонового шару – одного з найважливіших природних щитів Землі.
Джерело: https://phys.org