DigitalArtSpace

Ежегодное количество техногенных материалов, сгорающих в атмосфере при входе в неё спутников и ступеней ракет, значительно увеличилось за несколько лет. По результатам нового исследования, в 2024 году разрушение космических аппаратов в верхних слоях атмосферы привело к высвобождению 887 тонн вещества, а по прогнозам, к концу 2025 года этот показатель превысит 1,4 тысячи тонн. В период с 2015 по 2020 год годовые значения колебались в диапазоне от 340 до 380 тонн.

Основной фактор увеличения объемов – крупные орбитальные комплексы, в первую очередь Starlink и другие системы, расположенные на низкой орбите. С 2020 года наблюдается рост числа запусков, а также доля ступеней Falcon 9 и первые партии спутников, исчерпавших свой ресурс и удаленных с орбиты. По оценкам, общий техногенный поток на высоте входа в атмосферу увеличился с приблизительно 1 тонны в год до 1,6 тонны в 2024 году и, при сохранении нынешних тенденций, превысит 2,3 тонны в 2025-м. Эксперты указывают на то, что сценарий «умеренного» развития, ранее предсказывавший годовой приток в 2,7 тонны, может реализоваться уже в ближайшие годы.

Основное значение исследования заключается не в общем объеме космического мусора, а в его составе. Для проведения анализа авторы объединили базы данных о реальных космических столкновениях за период с 2015 по 2025 год, актуализированные модели конструкции спутников, верхних и центральных ступеней, а также оценки доли сгорающего материала. Если ранее проводились расчеты для 10 элементов, то теперь детально рассчитано примешивание 43 химических элементов с учетом их содержания в конструкционных сплавах, электронике, аккумуляторах, солнечных панелях и композитах. Оценки доли абляции составили: 80% массы для спутников и фрагментов, 65% для верхних ступеней и 30% для быстрых суборбитальных ступеней, остальная часть достигает поверхности.

Сравнительный анализ с естественным поступлением вещества от сгорающих метеороидов демонстрирует значительный дисбаланс, особенно заметный в отношении металлов. Несмотря на то, что в 2024 году техногенный вклад в целом составляет около 7% от природного, для металлов он уже составляет 14%. Для некоторых элементов антропогенный поток давно превышает метеоритный. По мнению авторов, ещё в 2015 году искусственное происхождение преобладало для 18 элементов, к 2024 году их число увеличилось до 24, а в сценарии развития мегасозвездий с 75 000 активных спутников может достичь 30. Среди них – алюминий, медь, титан, ниобий и другие металлы, активно применяемые в космической отрасли и практически не встречающиеся в обычном метеоритном материале.

Подтверждение значимости этих вычислений поступило из стратосферы. Свежие данные, полученные в результате измерений аэрозольных частиц на высоте около 20 км, показали наличие характерных сочетаний металлов, соответствующих составу космических аппаратов. Согласно новому исследованию, рассчитанные соотношения элементов к алюминию демонстрируют хорошее соответствие с результатами наблюдений (за 2023 год), а доля антропогенного алюминия, лития, меди и свинца в общем потоке (составляющая 67–99% для 2022 года) соответствует выводам, сделанным на основе анализа реальных аэрозолей. Это свидетельствует о том, что существенная часть материала во время входа в атмосферу переходит в состояние пара и наночастиц, которые способны накапливаться в мезосфере и стратосфере.

Авторы отмечают, что на данный момент масса космического мусора не сопоставима с массой метеоритов — даже в самых пессимистичных прогнозах годовое антропогенное поступление (4,4 тыс. т) составит лишь треть от природного (~12,3 тыс. т). Однако качественный состав этого потока существенно отличается. Преобладание металлов с каталитическими свойствами, а также фтора, брома, свинца и ряда редких элементов создаёт условия для новых химических процессов в мезосфере и стратосфере. Возможные последствия, прямо указанные в работе и сопутствующих докладах ESA, включают дополнительные варианты разрушения озонового слоя, изменения в формировании полярных мезосферных и стратосферных облаков и потенциальное воздействие на радиационный баланс посредством аэрозолей, обладающих необычным составом и оптическими характеристиками.

Похожие статьи

Новый алгоритм Дарвина-Гёделя учит искусственный интеллект самостоятельно программировать.

В США производят эффективные процессоры: тайванские чипы TSMC возвращаются на родину для завершения производства.

В продаже — новая Lada Granta с увеличенным дорожным просветом

Новые модели Kia могут появиться на российском рынке.

Недорогой аналог Toyota Camry с пробегом более 2000 км завоевал популярность

Рамный внедорожник BAW 212 T01 с мощным двигателем: «Китайский УАЗ» с комфортом.