Атмосфера Земли как крематорий: обломки Falcon 9 оставили гигантский литиевый шлейф над Европой

Ученые впервые измерили загрязнение верхних слоев атмосферы, вызванное сгоранием космического мусора. Данные, полученные после падения обломков SpaceX в Польше, подтверждают худшие опасения: космическая индустрия бесконтрольно меняет состав воздуха, которым мы дышим.

Измерить невидимое

Международная группа ученых опубликовала исследование, в котором сообщает о первом в истории измерении загрязнения верхних слоев атмосферы, вызванного падением космического мусора. Более того, им впервые удалось доказать, что наземные лидары способны обнаруживать следы сгорания космических аппаратов.

Объектом изучения стала верхняя ступень ракеты SpaceX Falcon 9, которая около года назад из-за утечки кислорода вошла в атмосферу неконтролируемо и развалилась над Польшей, усыпав обломками сельскохозяйственные поля. Но фермерские угодья — не единственное, что пострадало от этого падения.

Литиевая аномалия

Примерно через 20 часов после разрушения ракеты наземные датчики зафиксировали десятикратное увеличение содержания лития на высоте 96 километров, в области мезосферы и нижней термосферы. Для сравнения: ежедневно в атмосферу из космоса поступает около 80 граммов лития с частицами космической пыли. Одна только верхняя ступень Falcon 9, по оценкам исследователей, содержит около 30 килограммов лития — в сплавах, используемых в конструкции топливных баков, не говоря уже о литий-ионных аккумуляторах.

«Это открытие подтверждает растущие опасения, что космический трафик может загрязнять верхние слои атмосферы способами, которые еще не до конца поняты», — говорится в исследовании.

Инопланетные материалы в родной атмосфере

Ученые подчеркивают принципиальную разницу между естественным космическим веществом и тем, что приносят с собой творения рук человеческих. Метеориты и космическая пыль имеют один состав. Спутники и ракетные ступени — совершенно иной.

«Спутники и ракетные ступени вносят в атмосферу инженерные материалы, такие как алюминиевые сплавы, композитные структуры и редкоземельные элементы из бортовой электроники — вещества, редко встречающиеся в естественном космическом веществе», — объясняют авторы работы. Последствия этого процесса для переноса излучения, озоновой химии и микрофизики аэрозолей остаются практически неизученными.

Атмосфера как мусоросжигательный завод

Гарвардский астрофизик Джонатан Макдауэлл, известный своими наблюдениями за космическим пространством, уже давно бьет тревогу. «Использование верхних слоев атмосферы как мусоросжигательного завода — это огромное слепое пятно», — заявил он в прошлогоднем интервью. Ознакомившись с новым исследованием, Макдауэлл назвал его важным шагом к пониманию риска, который до сих пор остается практически неизученным.

Национальное управление океанических и атмосферных исследований США уже сообщало, что около 10 процентов исследованных частиц серной кислоты в стратосфере содержат алюминий и другие экзотические металлы, происходящие от сгорания ракет и спутников. По прогнозам, в ближайшие годы эта доля может вырасти до 50 процентов по мере увеличения количества запусков и, соответственно, падений.

Что дальше?

Исследователи предупреждают: речь идет не об отдельном инциденте. Повторяющиеся падения космических аппаратов могут поддерживать повышенный уровень антропогенного потока металлов в средние слои атмосферы с кумулятивными последствиями, влияющими на климат.

Хорошая новость заключается в том, что теперь у науки есть инструмент для отслеживания этих загрязнений. Лидарное зондирование доказало свою эффективность в обнаружении следов сгорания космической техники. Однако для полного понимания того, как выбросы от падений влияют на химию атмосферы и формирование частиц, потребуются скоординированные наблюдения на множестве станций и глобальное моделирование климата с учетом химических процессов.

Мы только начинаем осознавать масштаб того, что происходит над нашими головами. Атмосфера Земли, этот тончайший защитный слой, отделяющий нас от безжизненного космоса, постепенно превращается в свалку металлической пыли. И последствия этого эксперимента, который человечество ставит само на себе, еще только предстоит узнать.