Людство лише близько 70 років тому зробило перші кроки в космосі, однак сьогодні вчені вже стикаються з несподіваними наслідками активного освоєння навколоземного простору. Якщо раніше головною загрозою вважалося космічне сміття на орбіті, то тепер дослідники дедалі частіше звертають увагу на іншу проблему — хімічне забруднення атмосфери під час повернення ракет і супутників на Землю.
Нове дослідження показало: навіть один запуск може суттєво змінити склад верхніх шарів атмосфери.
Невидима зона атмосфери
Між висотами приблизно 80–120 кілометрів над поверхнею Землі існує так звана «сліпа зона» спостережень. Вона розташована занадто високо для літаків і аеростатів, але водночас занадто низько для більшості супутників.
Саме тут згорає значна частина космічного сміття — уламки ракет, відпрацьовані ступені та старі супутники. До недавнього часу вчені майже не могли відстежувати, які речовини потрапляють у цю область атмосфери. Ситуацію змінили лазерні системи LiDAR, здатні аналізувати склад повітря за відбитим світлом.
Falcon 9 і несподіваний хімічний слід
20 лютого 2025 року під час повторного входу в атмосферу першого ступеня ракети Falcon 9 над Європою утворилася яскрава вогняна смуга, яку спостерігали тисячі людей.
Поки очевидці милувалися видовищем, дослідники з Інституту атмосферної фізики Лейбніца в Німеччині спрямували на нього лазерні сенсори.
Результат виявився несподіваним. Зазвичай атмосфера Землі отримує лише 50–80 грамів літію на добу, переважно від мікрометеоритів. Але один-єдиний повторний вхід Falcon 9 вніс приблизно 30 кілограмів літію — у десятки разів більше за природний рівень.
Чому літій у небі — це проблема
Літій сам по собі не є головною загрозою. Проблема полягає в тому, що металеві частинки після згоряння ракет утворюють аерозолі — мікроскопічні частинки, які можуть впливати на:
- формування хмар,
- тепловий баланс атмосфери,
- хімічні реакції у верхніх шарах повітря.
Особливе занепокоєння викликають також оксиди алюмінію, що утворюються під час згоряння конструкцій космічних апаратів. Вони потенційно здатні взаємодіяти з озоновим шаром, який захищає Землю від ультрафіолетового випромінювання.
За оцінками дослідників, щороку під час повернення космічної техніки в атмосферу вже вивільняється близько 1000 тонн оксиду алюмінію, і ця цифра швидко зростає.
Космічна ера входить у нову фазу
Проблема посилюється стрімким збільшенням кількості запусків. Сучасні ракети дедалі частіше виводять на орбіту великі супутникові угруповання.
Лише одна приватна компанія вже експлуатує понад 14 тисяч апаратів і подала заявку на розгортання до мільйона супутників у майбутньому. Це означає, що в наступні десятиліття кількість повторних входів у атмосферу різко зросте — а разом із ними й обсяг космічного забруднення.
Від «синдрому Кесслера» до атмосферних ризиків
Раніше науковці боялися передусім синдрому Кесслера — сценарію, за якого зіткнення супутників запускають лавину уламків, роблячи орбіту непридатною для польотів. Тепер стає зрозуміло: навіть без катастрофічних зіткнень космічна діяльність уже впливає на Землю значно ближче й швидше — через зміну складу атмосфери.
Чому це лише початок досліджень
Науковці підкреслюють: дослідження впливу космічних запусків на атмосферу — фактично новий напрям науки. Поки що невідомо:
- як довго металеві аерозолі залишаються у верхніх шарах,
- чи накопичуються вони з часом,
- наскільки сильно можуть змінювати кліматичні процеси.
Випадок із Falcon 9 став своєрідним тестом — і водночас попередженням.
Ціна освоєння космосу
Освоєння космосу принесло людству навігацію, глобальний інтернет, метеорологічні прогнози та наукові відкриття. Проте кожен запуск залишає після себе слід — не лише на орбіті, а й у атмосфері планети.
Земля може здаватися маленькою піщинкою у Всесвіті, але саме вона залишається єдиним домом людства. І тепер наука намагається зрозуміти, як досліджувати космос, не пошкоджуючи власну планету.
