Luftforurening fra genindførelse af megakonstellationssatellitter kan forårsage ozonhul 2.0

Den atmosfæriske genindgangsproces genererer ekstrem varme og mekaniske belastninger, som fører til satellitten

Den atmosfæriske genindtrængningsproces genererer ekstrem varme og mekaniske belastninger, hvilket fører til, at satellitten går i opløsning i cirka 45 miles højde. (Billedkredit: ESA)



Kemikalier, der frigives, når nedlagte satellitter brænder i atmosfæren, kan ødelægge Jordens beskyttende ozonlag, hvis planer om at bygge megakonstellationer af titusinder af satellitter, f.eks. SpaceXs Starlink, fortsætter som forudset, advarer forskere.



Forskere advarer også om, at de dårligt forståede atmosfæriske processer, der udløses af disse kemikalier, kan føre til et ukontrolleret geoingeniørforsøg, hvis konsekvenser er ukendte.

I årevis var rumfællesskabet tilfreds med, at mængden af ​​materiale, der brænder i atmosfæren som følge af Jordens møder med meteoroider, langt overstiger massen af ​​nedlagte satellitter, der møder samme skæbne. Selv stigningen af ​​megakonstellationer ændrer ikke det. Problemet er imidlertid i den forskellige kemiske sammensætning af naturlige meteoroider sammenlignet med kunstige satellitter, ifølge Aaron Boley, lektor i astronomi og astrofysik ved University of British Columbia, Canada.



'Vi har 54 tons (60 tons) meteoroide materiale, der kommer hver dag,' Boley, en af ​​forfatterne til en papir offentliggjort 20. maj i tidsskriftet Scientific Reports , fortalte guesswhozoo.com. 'Med den første generation af Starlink kan vi forvente, at omkring 2 ton (2,2 tons) døde satellitter kommer ind i Jordens atmosfære dagligt. Men meteoroider er for det meste sten, der er lavet af ilt, magnesium og silicium. Disse satellitter er for det meste aluminium, som meteoroiderne kun indeholder i en meget lille mængde, cirka 1%. '

Relaterede: SpaceXs Starlink -satellitmegaconstellation lanceres på fotos

Ukontrolleret geoengineering

Forskerne indså, at megakonstellationer har et betydeligt potentiale for at ændre kemien i den øvre atmosfære i forhold til dens naturlige tilstand. Men ikke kun det. Forbrænding af aluminium vides at producere aluminiumoxid, også kendt som aluminiumoxid, hvilket kan udløse yderligere uudforskede bivirkninger.



'Alumina reflekterer lys ved visse bølgelængder, og hvis du dumper nok aluminiumoxid i atmosfæren, vil du skabe spredning og til sidst ændre planetens albedo,' sagde Boley.

Albedo er målet for mængden af ​​lys, der reflekteres af et materiale. Faktisk er det blevet foreslået at øge Jordens albedo ved at pumpe visse typer kemikalier ind i de højere lag i atmosfæren som en mulig geoingeniørløsning, der kan bremse den globale opvarmning. Boley sagde imidlertid, at det videnskabelige samfund har afvist sådanne eksperimenter, fordi der ikke er nok kendt om deres mulige bivirkninger.

'Nu ser det ud til, at vi kommer til at køre dette eksperiment uden tilsyn eller regulering,' sagde Boley. 'Vi ved ikke, hvad tærsklerne er, og hvordan det vil ændre den øvre atmosfære.'



Cygnus genudleverer køretøjet, som leverer last til den internationale rumstation, der brænder op i atmosfæren under dens genindtræden.

Cygnus genudleverer køretøjet, som leverer last til den internationale rumstation, der brænder op i atmosfæren under dens genindtræden.(Billedkredit: ESA / Alexander Gerst)

Ozonhul 2.0

Aluminium fra genindtræden i satellitter har også potentiale til at beskadige ozonlaget, et velkendt problem for menneskeheden, som med succes er blevet løst ved udbredte forbud mod brug af chlorfluorcarboner, kemikalier, der tidligere blev brugt i aerosolspray og køleskabe.

I deres papir citerer Boley og hans kollega Michael Byers forskning af deres kolleger fra Aerospace Corporation, en amerikansk non-profit forskningsorganisation, der identificerede lokale skader på planetens ozonlag udløst af passage af forurenende raketter gennem atmosfæren.

'Vi ved, at aluminiumoxid nedbryder ozon bare fra raketlanceringer selv, fordi mange fastbrændselsraketter bruger eller har aluminiumoxid som et biprodukt,' sagde Boley. 'Det skaber disse små midlertidige huller i det stratosfæriske ozonlag. Det er en af ​​de største bekymringer om kompositionsændringer i atmosfæren, som rumflyvning kan forårsage. '

Ozonlaget beskytter livet på Jorden mod skadelig UV -stråling. Udtømningen af ​​ozon i stratosfæren, det andet laveste lag af atmosfæren, der strækker sig mellem højder på cirka 7 til 40 miles (10 til 60 kilometer), førte til en øget risiko for kræft og øjenskade for mennesker på Jorden.

Gerhard Drolshagen, ved universitetet i Oldenburg, Tyskland, der har publiceret artikler om meteoroide -materialets virkninger på Jorden, fortalte guesswhozoo.com, at genindførelse af satellitter normalt fordamper i højder mellem 90 og 50 km, lige over ozonrig stratosfære. Imidlertid tilføjede han, at partiklerne, der blev skabt som følge af satelliternes afbrænding, i sidste ende vil synke til de nederste lag.

Boley sagde, at når aluminiumoxidet synker ned i stratosfæren, vil det forårsage kemiske reaktioner, som baseret på eksisterende viden sandsynligvis vil udløse ozonødelæggelse.

Drolshagen, der ikke var involveret i den nylige undersøgelse, var enig i, at fordi 'satellitter for det meste er lavet af aluminium, vil mængden af ​​aluminium, der afsættes i atmosfæren, helt sikkert stige.'

Bekymringer om aluminiumoxiders virkninger på atmosfæren er blevet angivet af den amerikanske teleoperatør Viasat i sin anmodning til den amerikanske føderale kommunikationskommission at suspendere lanceringen af ​​SpaceX's Starlink megakonstellation indtil der foretages en ordentlig miljøundersøgelse af dens mulige påvirkninger.

Spektakulære stratosfæriske skyer er forbundet med ødelæggelse af ozon.

Spektakulære stratosfæriske skyer er forbundet med ødelæggelse af ozon.(Billedkredit: NASA / Lamont Poole)

At lære af tidligere fejl

I deres undersøgelse så Boley og hans kolleger kun på virkningerne af den første generation af Starlink megaconstellation, som forventes at bestå af 12.000 satellitter. Mere end 1.700 af disse er allerede blevet lanceret. Som et resultat af SpaceXs aktiviteter (og i mindre grad andre konstellationsoperatører) er antallet af aktive og nedlagte satellitter i lav jordbane, rumområdet under højden på 620 miles (1.000 km), steget med 50 % i løbet af de sidste to år, ifølge avisen.

'Problemet er, at der nu er planer om at sende omkring 55.000 satellitter,' sagde Boley. 'Anden generation af Starlink kan bestå af op til 30.000 satellitter, så har du Starnet, som er Kinas svar på Starlink, Amazons Kuiper, OneWeb. Det kan føre til hidtil usete ændringer i Jordens øvre atmosfære. '

Megaconstellation -operatører, inspireret af forbrugerteknologimodellen, forventer hurtig udvikling af nye satellitter og hyppig udskiftning, og dermed forventes den store mængde satellitter, der forventes at brænde i atmosfæren dagligt.

'Mennesker er usædvanligt gode til at undervurdere vores evne til at ændre miljøet,' sagde Boley. 'Der er denne opfattelse af, at vi ikke kan dumpe nok plast i havet til at gøre en forskel. Der er ingen måde, vi kan dumpe nok kulstof i atmosfæren til at gøre en forskel. Men her er vi. Vi har et plastforureningsproblem med havet, vi har igangværende klimaændringer som følge af vores handlinger og vores ændring af atmosfærens sammensætning, og vi er klar til at begå den samme type fejl ved vores brug af rummet. '

Billedet viser diagonale linjer forårsaget af lyset, der reflekteres af en gruppe på 25 Starlink -satellitter, der passerer gennem et teleskops synsfelt ved Lowell -observatoriet i Arizona under observationer af NGC 5353/4 -galaksegruppen den 25. maj 2019.

Tog fra Starlink -satellitter ødelægger astronomiske observationer.(Billedkredit: Victoria Girgis/Lowell Observatory)

Astronomer, rumrester og de andre

Megaconstellationer forårsager alvorlige bekymringer for rumfællesskabet, da de øger risikoen for kredsløbskollisioner i det allerede rodede kredsløbsmiljø.

SpaceXs Starlink blev især beskyttet, også på grund af de effekter, deres satelliters synlige tog har på astronomiske observationer. SpaceX lovede at samarbejde med det astronomiske samfund og ændre designet af deres satellitter til dæmpe problemet . Tidligere på året bad International Astronomical Union imidlertid et specialiseret FN -udvalg om at beskytte den uberørte nattehimmel mod lysforurening fra megakonstellationer.

I sidste uge anklagede chefen for den europæiske lanceringsudbyder ArianeSpace, Stephane Israel, SpaceX -hovedmanden Elon Musk for monopolisere rummet og presse konkurrenterne ud.

Udover SpaceX, opnåede Musk også anerkendelse med sine bæredygtighedsfokuserede ventures Tesla og Solar City, hvis mål var at hjælpe fravænne verden fra fossile brændstoffer. Tidligere i år, Musk lancerede $ 100 millioner Carbon Removal X Prize , den rigeste incitamentspris i historien. Præmiens mål er at udvikle teknologier, der kan hjælpe med at afværge de værste virkninger af menneskeskabte klimaforandringer.

SpaceX reagerede ikke på guesswhozoo.com's anmodning om kommentar.

Følg Tereza Pultarova på Twitter @TerezaPultarova. Følg os på Twitter @Spacedotcom og på Facebook .