Скрытое воздействие космического мусора: Пары металлов, задерживающиеся в атмосфере Земли

Недавнее исследование, проведенное физиком Дэниелом Мерфи и его сотрудниками из Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA), позволило обнаружить в земной атмосфере космический мусор. Даже тот мусор, который предназначен для сгорания при входе в атмосферу, оставляет после себя мизерные следы металла, способствуя загрязнению нашей планеты.

Долгосрочное воздействие этих следов металла пока неизвестно, но, по прогнозам, с ростом числа космических запусков количество паров металла в стратосфере будет только увеличиваться. Это требует дальнейшего изучения влияния паров металлов в атмосфере и прогнозирования того, как оно будет меняться со временем.

В настоящее время тугоплавкий материал, содержащийся в стратосферных частицах, состоит в основном из железа, кремния и магния, получаемых из природных метеоритных источников. Однако, по прогнозам исследователей, в ближайшие десятилетия резко возрастет количество материала, образующегося при входе в атмосферу разгонных блоков ракет и спутников. Это означает, что количество алюминия в частицах стратосферной серной кислоты может превысить количество метеоритного железа, что приведет к неизвестным последствиям для включений и зарождения льда.

Хотя на орбите Земли уже имеется значительное количество космического мусора, оставшегося с первых лет освоения космоса, последние запуски были рассчитаны на ограниченный срок службы.

В настоящее время в конструкции космических аппаратов используются материалы, которые при входе в атмосферу сгорают в верхних слоях атмосферы, а не представляют опасность при падении на поверхность.

Однако, что происходит с испарившимися побочными продуктами при входе в атмосферу, остается неясным. Для решения этого вопроса Мерфи и его коллеги собрали образцы стратосферных аэрозолей и проанализировали их с помощью высотного самолета НАСА WB-57, оснащенного прибором для анализа частиц с помощью лазерного масс-спектрометра (PALMS).

Стратосферные аэрозоли состоят в основном из капель серной кислоты, которая образуется в результате окисления присутствующего в атмосфере карбонилсульфидного газа. В этих каплях могут содержаться следы металлов и кремния, образующихся при испарении метеоров при падении в атмосфере.

Группа исследователей изучила около 500 000 отдельных аэрозольных капель и обнаружила в них следы около 20 металлов. Если некоторые из этих металлов соответствовали испарениям метеоров, то количество других, таких как литий, алюминий, медь и свинец, превышало ожидаемое при абляции метеоров. Эти превышения соответствовали соотношениям, ожидаемым при изготовлении космических аппаратов.

Кроме того, специалисты обнаружили такие металлы, как ниобий и гафний, которые широко используются в космических аппаратах, но редко встречаются в метеоритах. В целом было установлено, что примерно 10% стратосферных аэрозолей определенного размера содержат частицы испарившихся космических аппаратов.

Данное исследование подчеркивает необходимость дальнейших исследований влияния космического мусора на атмосферу и экосистемы Земли. Поскольку мы продолжаем запускать в космос все больше объектов, крайне важно понимать долгосрочные последствия наших действий и разрабатывать устойчивые методы освоения космоса.