Чем опасен космический мусор

Исследователи из США выяснили, что последствия сгорания спутников в атмосфере могут длиться десятилетиями. В ближайшие годы их число на орбите вырастет до 50 тыс., при этом срок службы каждого составит всего около 5 лет.

Почему космический мусор опасен для озонового слоя

Космический мусор может разрушить озоновый слой Земли. К такому выводу пришли американские ученые из Университета Южной Калифорнии.

• Исследователи изучили связь между ростом числа спутников и состоянием озоносферы. На низкой околоземной орбите находятся около 8 тыс. аппаратов, включая 6 тыс. устройств Starlink. Еще 42 тыс. могут запустить в ближайшее время.
• Срок службы спутников всего около 5 лет. Затем они отключаются и сгорают в атмосфере, оставляя после себя частицы оксида алюминия, разрушающего стратосферный озон.
• Оксиды запускают разрушительные реакции между озоном и хлором, истончающие озоновый слой.

От чего защищает озоновый слой

Озоновый слой или озоносфера — часть стратосферы на высоте от 20 до 50 км с наибольшим содержанием озона. Она задерживает проникновение к земной поверхности наиболее жесткого ультрафиолетового излучения, губительного для всего живого.

Каковы масштабы «мусорной» проблемы на орбите

• Как отмечают ученые из США, до сих пор влиянию космического мусора на озоновый слой уделялось мало внимания. Кроме того, поскольку получать данные со сгорающих спутников невозможно, в предыдущих исследованиях для оценки потенциального загрязнения анализировали микрометеороиды. Но они содержат очень мало алюминия, на который приходится от 15% до 40% массы спутников, поэтому картина была неточной.
• На этот раз ученые смоделировали химический состав и связи внутри материалов спутников, когда они взаимодействуют на молекулярном и атомном уровнях. В итоге исследователи обнаружили, что в 2022 году сгорание спутников увеличило содержание алюминия в атмосфере на 29,5% по сравнению с естественным уровнем.
• По их подсчетам, 250-килограммовый спутник, 30% массы которого приходится на алюминий, будет генерировать около 30 кг наночастиц оксида алюминия.
• Поскольку алюминий не взаимодействует с озоном, частицы цветного металла могут продолжать свое разрушительное путешествие через стратосферу десятилетиями.
• По оценкам исследователей, когда на орбите окажутся все запланированные к отправке спутники, каждый год на Землю будет падать 912 тонн алюминия. Это приведет к выбросу в атмосферу около 360 тонн оксида алюминия, что на 646% больше естественного уровня.

Чем еще опасен космический мусор

Спутники — не единственные объекты, которые становятся источником появления космического мусора. В него превращаются ступени ракет, разгонные блоки, фрагменты обшивки. По подсчетам исследователей, в 2022 году в космосе было около 128 млн фрагментов космического мусора размером более 1 мм и 34 тыс. частиц размером более 10 см.

• Ученые предполагают, что в какой-то момент станет невозможно выводить новые спутники на орбиты, поскольку они будут полностью заняты космическим мусором, количество которого продолжит неуклонно расти.
• Космический мусор опасен и для объектов, которые уже находятся на орбите. Самые крошечные обломки на скоростях до 17,5 тыс. км/ч могут нанести повреждения станциям и спутникам, причем последние после этого рискуют сами превратиться в мусор. Даже такому гиганту, как МКС, приходится регулярно корректировать орбиту, чтобы уворачиваться от космического мусора.
• Большинство объектов не способны пережить прохождение через атмосферу Земли, но случаются исключения. В марте 2024 года крышу дома во Флориде пробил объект, который оказался сброшенным с МКС 3 года назад космическим мусором.

Как борются с космическим мусором

Хотя проблема обсуждается много лет, до сих пор не нашли способ массово удалять мусор с околоземных орбит.

• Самый известный способ применяется в отношении крупных объектов, таких как космические станции или ступени ракет. Их сводят с орбиты, после чего они сгорают в атмосфере Земли. Оставшиеся обломки должны попадать на космическое кладбище — в «точку Немо». Это место в Тихом океане, наиболее удаленное от суши.
• Спутники и другие объекты также могут уводить для захоронения на соседние орбиты с помощью аппаратов-захватчиков, однако массово этот способ не применяется. Например, японский спутник ELSA-d находит и собирает космический мусор с помощью магнита. К более крупным объектам аппарат прикрепляется сам и направляет их в атмосферу Земли, где они сгорают.
• Когда речь идет о мелких частицах, проблемой становится не только их удаление, но даже поиск и контроль за их перемещением. В 2023 году ученые из США предложилиотслеживать их по электрическим всплескам от столкновений частиц между собой.