Космический мусор незаметно загрязняет Землю, и мы только что узнали об этом

Новое исследование показало, что даже космический мусор, спроектированный с учетом утилизации, загрязняет окружающую среду вокруг Земли. Эти куски ракет, космических станций и мертвых спутников, которые сгорают при входе в атмосферу, оставляют мельчайшие следы металла в атмосфере нашей планеты.

На данный момент неизвестно, каково может быть влияние этих следов. Но с ростом темпов запуска объектов в космос количество паров металлов в стратосфере, по прогнозам, будет только увеличиваться.

Это открытие, говорит группа исследователей под руководством физика Дэниела Мерфи из Национального океанического исследования. и Управления по атмосфере (NOAA), которое призывает к исследованию воздействия паров металлов в атмосфере и прогнозу того, как это будет меняться с течением времени.

«В настоящее время тугоплавкий материал в стратосферных частицах в основном железо, кремний и магний из природного метеорного источника», — пишут исследователи в своей новой статье.

«Однако количество материала, образующегося при входе в атмосферу верхних ступеней ракет и спутников, по прогнозам, увеличится. В ближайшие 10–30 лет ожидается резкое изменение количества алюминия в стратосферных частицах серной кислоты, которое, как ожидается, станет сопоставимым или даже превысит количество метеорного железа с неизвестными последствиями для включений и зарождения льда».

Хотя на околоземной орбите много мусора, оставшегося с первых лет человеческой космической эры, более поздние запуски проводились с учетом ограниченного срока службы. Космический корабль, который в конечном итоге сойдет с орбиты и упадет обратно на Землю, разрабатывается с использованием материалов, которые сгорят в верхних слоях атмосферы, а не упадут на поверхность.

Но неясно, что происходит с испаренными материалами. побочные продукты повторного входа. Мерфи и его коллеги хотели выяснить, задерживается ли пар от этих сходов с орбиты в стратосфере. Они взяли образцы стратосферных аэрозолей и проанализировали их с помощью прибора для анализа частиц с помощью лазерного масс-спектрометра (PALMS) на борту высотного самолета НАСА WB-57.

Аэрозоли в стратосфере представляют собой в основном капли серной кислоты, образующиеся путем окисления газообразного карбонилсульфида, который встречается как в природе, так и в качестве загрязнителя атмосферы. Эти капли могут содержать следы металлов и кремния, полученные при попадании в атмосферу метеоров, поверхности которых испаряются при падении.

Команда проанализировала около 500 000 отдельных капель аэрозоля в поисках следов металлов, используемых при производстве космических кораблей. Они обнаружили около 20 металлов.

Соотношения некоторых из этих металлов соответствовали испаряющимся метеорам, но другие, такие как литий, алюминий, медь и свинец, превышали ожидаемые количества в результате абляции метеоров. Команда обнаружила, что превышение соответствует соотношениям, ожидаемым от производства космических кораблей.

Другие обнаруженные ими металлы, такие как ниобий и гафний, часто встречаются в космических кораблях, но совсем не распространены в метеорах. В целом команда обнаружила, что около 10 процентов стратосферных аэрозолей сверх определенного размера содержат частицы испаренных космических кораблей.

Это может иметь несколько последствий для Земли и атмосферы. Присутствие этих частиц может повлиять на то, как вода замерзает в лед в стратосфере, а также на размер частиц стратосферного аэрозоля. Они также могут вызывать отложение солей на аэрозольных частицах и изменять стратосферное преломление света.

Это может показаться незначительными изменениями, но они могут иметь непредвиденные последствия, которые нам действительно следует изучить, говорят исследователи.

«Космическая отрасль вступила в эпоху быстрого роста. Поскольку на низкую околоземную орбиту запланированы десятки тысяч небольших спутников, эта возросшая масса будет разделена на множество новых случаев входа в атмосферу», — заключают они.

>

«Учитывая, что 10 процентов стратосферных частиц в настоящее время содержат улучшенный алюминий, а также гораздо больше случаев входа в атмосферу, вполне вероятно, что в ближайшие несколько десятилетий процент стратосферных частиц серной кислоты, содержащих алюминий и другие металлы, в результате входа в атмосферу спутника увеличится быть сопоставимы с примерно 50 процентами, которые сейчас содержат метеорные металлы».

Исследование было опубликовано в Трудах Национальной академии наук.