גרוטאות החלל של כדור הארץ עשויות להמיט הרס על הסטרטוספירה.
הזינוק המהיר במגה-קונסטלציות לווייניות מחבר חלק גדול מהעולם לאינטרנט בפס רחב. אבל בכל שנה, מאות מהלוויינים האלה מתים, ונשרפים באטמוספירה כשהם נופלים. ובכל שנה, יותר ויותר לוויינים משוגרים כדי להחליף אותם.
הלוויינים הגוססים, מסתבר, לא קורצים רק אל האתר. כל אחד משאיר מעט מעצמו מאחור.
מכת המוות הלוהטת של הלוויינים, יחד עם עלייה תלולה במספר שיגורי הרקטות, מוסיפות שפע של מזהמים הורסים אוזון ומשנים אקלים לסטרטוספירה, אומרים חוקרים. מה זה אומר על הכימיה האטמוספרית של כוכב הלכת - כולל שכבת האוזון המגינה על אור אולטרה סגול - עדיין לא ברור. אבל מדענים ממהרים לגלות.
"השיגורים גדלים כל כך מהר", אומר דניאל מרפי, מדען אטמוספירה במעבדה למדעי הכימיה של המינהל הלאומי לאוקיאנוגרפיה ואטמוספירה בבולדר, קולו. "בשנתיים האחרונות, היו בערך 500 אירועי כניסה חוזרת בשנה. , ואנשים מדברים על 10,000 בעתיד הלא רחוק. זה בערך אחד לשעה. אז אנחנו רוצים להבין את ההשלכות בהקדם האפשרי".
קבוצות כוכבים מסחריות
נכון לעכשיו, ישנם כ-10,000 לוויינים פעילים במסלול סביב כדור הארץ. שני שלישים שייכים ל(SN: 3/3/23). עוד 630 הם חלק מחברת Eutelsat OneWeb שבסיסה בלונדון. ופרויקטים אחרים באינטרנט מתכוונים להדביק את הפער במהירות: באוגוסט, סין שיגרה את 18 הלוויינים הראשונים עבור קבוצת הכוכבים Qianfan שלה, או "אלף המפרשים", שתוכננה בסופו של דבר לכלול לפחות 12,000 לוויינים. פרויקט סיני מתוכנן נוסף, המכונה Honghu-3, נועד לקשר עד 10,000 לוויינים.
כיסוי שמיים
הדמיה אינטראקטיבית זו מציגה את המיקום הנוכחי של כל לוויין Starlink במסלול (נקודות לבנות), המתעדכן באופן רציף. נקודות אדומות מסמנות את מיקומן של תחנות קרקע, ומשושים ירוקים מציינים אזורי כיסוי של Starlink. ההאתר גם עוקבלווייני OneWeb ו-GPS.
לפי הערכות מסוימות, עשויים להיות עד 100,000 לוויינים במסלול קרוב לכדור הארץ עד שנות ה-2030, ואולי חצי מיליון יקיפו את כדור הארץ בעשורים הבאים.
לווייני האינטרנט הללו הם חד פעמיים בתכנון: הם עשויים לשרת כמה שנים ברשת של כוכבים לפני שהם "פורקים" - שקועים במסלול נמוך יותר עד שהם נופלים בסופו של דבר למוות לוהט בשמים. כל לוויין מתפורר מחדיר מתכות לאטמוספירה, שרבות מהן הן מתכות שאינן נמצאות שם בדרך כלל או כאלה שמתווספות בשפע הרבה יותר גדול ממה שמוכנסים באופן טבעי.
עקבות מודיעים
הצעד הראשון להבנת היקף הבעיה הוא זיהוי עקבות של חללית שרופה, והאם עקבות אלו ניתנות להשוואה או אפילו ניתנות לזיהוי על רקע פסולת מטאוריטים טבעיים מהחלל.
המחקר הזה רק מתחיל.
בשנת 2023, מרפי ועמיתיו הציגו ראיות סופיות לכךמתכות במיוחד מחלליות, במקום רק מקורות טבעיים, אכן היו גבוהים בסטרטוספירה, שכבת האטמוספירה משתרעת בין שישה ל-20 קילומטרים מעל פני כדור הארץ. חלקיקים סטרטוספריים של חומצה גופרתית באטמוספירה העליונה מעל הקוטב הצפוני התברר כמכילים למעלה מ-20 יסודות שונים התואמים לייצור חלליות. היסודות הללו, אומר מרפי, כללו ניוביום והפניום, שניהם מזוקקים מעפרות מינרלים לשימוש בסגסוגות עמידות בחום. מתכות אחרות כמו ליתיום, עופרת, אלומיניום ונחושת - שיכולות להיות נוכחות באופן טבעי - נמצאו בשפע העולה בהרבה על מה שעלול לנבוע פנימה אורגנית דרך אבק קוסמי.
והעדויות של חלליות בעבר מצטברות. מ-2020 עד 2022, מדענים עקבו אחר עלייה סטרטוספירית במזהמים, המקבילה לעלייה המהירה בשיגורי לוויינים.
פליטות של תחמוצות אלומיניום וחנקן מכניסות חוזרות של לוויינים כמעט הוכפלומ-3.3 מיליארד גרם ב-2020 ל-5.6 מיליארד גרם ב-2022, דיווחו כימאי האטמוספירה קונור בארקר מאוניברסיטת קולג' בלונדון ועמיתיו באפריל בווינה בפגישה של האיחוד הגיאופיזי האירופי. עד שנת 2022, כניסות חוזרות של תחמוצות חנקן, הם גילו, היו שוות ערך לכשליש מהתשומות הטבעיות של הגזים ממטאורים. ותשומות תחמוצת אלומיניום עלו על התשומות הטבעיות בפקטור של שבע.
פליטת המזהמים משיגור רקטות נמצאת גם היא במגמת עלייה, גילו בארקר ועמיתיו. צריכת חומרי הנעה כמעט הוכפלה מ-2020 ל-2022, מ-38 מיליארד גרם ל-67 מיליארד גרם. פליטות שיגור אלה יכולות לכלול מזהמים כמו פחמן שחור, תחמוצות חנקן, פחמן חד חמצני, תחמוצת אלומיניום ומגוון גזי כלור.
השפעות כימיות
לפסולת החללית יכולות להיות מגוון השפעות אדווה באמצעות הכימיה של הסטרטוספירה.
זה יכול לאייתחדשות רעות לשכבת האוזון במיוחד. תחמוצת אלומיניום, למשל, היאתוצר לוואי של החמצון במהלך כניסה חוזרתשל רכיבי חללית מבוססי אלומיניום, אומר חוסה פריירה, מהנדס תעופה וחלל באוניברסיטת דרום קליפורניה בלוס אנג'לס. "ואנחנו יודעים שתחמוצות אלומיניום הן זרזים לדלדול האוזון."
האיום החדש הזה על שכבת האוזון מתסכל במיוחד, הסכם משנת 1987 לאסור ייצור ופליטות של כימיקלים ידועים להרס אוזון (SN: 2/10/21). עד 2016, החור השנתי בשכבת האוזון שנוצר מעל אנטארקטיקה, בדרך לסגור לגמרי בתוך כ-50 שנה (SN: 14/12/16).
ישנן אינספור דרכים אחרות שבהן מזהמי חלליות עשויים להתעסק עם הבישול הכימי המורכב של האטמוספירה, אומר מרפי. פיח הנפלט ממנועי טילים סופג אנרגיית שמש, שיכולה לחמם את האטמוספירה. ידוע כי נחושת ומתכות אחרות המשתחררות במהלך שריפת חיווט וסגסוגות של חלליות הן זרזים רבי עוצמה לתגובות כימיות באטמוספירה. בין היתר, מתכות אלו יכולות לקדם את יצירתם של החלקיקים הזעירים הפועלים כזרעים של עננים.
אין הרבה מידע ישיר על אילו מהתגובות הללו עשויות להתרחש כבר. הנתונים שכן קיימים מיועדים להדמיות ממוחשבות העוקבות אחר מחזור החיים של מזהמים אלו והאינטראקציות שלהם באטמוספרה. הצוות של מרפי מתכנן טיסות נוספות בשנת 2025 כדי להמשיך לעקוב אחר המלאי ההולך וגדל של פסולת חללית.
פריירה, בינתיים, בוחנת דרכים לשלב הערכת השפעה סביבתית בשלב התכנון של משימות חלל. "אם נזהה מראש שרכיב או חומר כימי יזיק לאטמוספירה, נוכל למצוא אלטרנטיבה או להשקיע במחקר על אפשרויות ידידותיות יותר לסביבה", אומר פריירה.
לעת עתה, שאלת ההשפעות מהחומר המפוזר של לוויינים היא כל כך חדשה שעדיין לא היה הרבה מימון לטפל בה, אומר מרפי. אבל, הוא מוסיף, "אני חושב שזה צריך לקרות מהר. זה יהיה ממש טוב לדעת את הדברים האלה לפני שהלוויינים האלה ייבנו וישגרו."
