Исследование показало, что выбросы парниковых газов могут повлиять на запуск спутников в будущем. По мере их накопления, загразнения вызывают сжатие верхних слоев земной атмосферы, что потенциально увеличивает риск столкновений спутников на орбите.
Это еще один пример того, как выбросы ископаемого топлива оказывают ощутимое воздействие на то, чем люди пользуются в повседневной жизни, особенно в условиях запуска телекоммуникационными компаниями мегасозвездий спутников на орбиту. Как оказалось, космос — это ограниченный ресурс, и его необходимо лучше управлять, поскольку изменение климата еще больше ограничивает его использование, утверждают авторы исследования.
«Мы действительно подошли к концу эпохи, когда космос «большой», и, думаю, мы должны перестать это повторять», — говорит Уильям Паркер, ведущий автор исследования, опубликованного в журнале Nature Sustainability, и аспирант Массачусетского технологического института. «Люди не осознают, что проблема устойчивости космоса на самом деле касается их напрямую».
Выбросы парниковых газов задерживают тепло в нижних слоях атмосферы, повышая среднюю температуру на Земле. Другим следствием является то, что меньшее количество тепла достигает верхних слоев атмосферы Земли, и то тепло, которое все-таки доходит, легче рассеивается в космос. Это приводит к охлаждению и сжатию верхних слоев атмосферы. По словам Паркера, это можно сравнить с тем, как шарик сжимается, если положить его в морозильник.
Люди зависят от плотной атмосферы, которая в конечном итоге притягивает мертвые спутники и другой орбитальный мусор, который чаще всего сгорает по мере его падения через атмосферу. Однако по мере уменьшения плотности атмосферы снижается сопротивление космическому мусору, позволяя ему дольше оставаться на орбите и увеличивая его время для столкновения с другими объектами.
Согласно исследованию, пропускная способность спутников в диапазоне высот от 200 до 1 000 км над Землей может сократиться на 50-66 процентов в течение 75 лет в худшем случае, при высоких выбросах парниковых газов из-за продолжающегося развития ископаемого топлива и все более энергоемких способов жизни на Земле. К счастью, это означает, что у нас есть время, чтобы ограничить риски, которые выбросы парниковых газов могут представлять для спутников. В более вероятном сценарии со средними выбросами парниковых газов до конца века, пропускная способность на тех же высотах может уменьшиться на 24-33 процента.
Это все равно будет значительным изменением, к которому операторам спутников придется готовиться, особенно поскольку низкая орбита Земли становится все более переполненной. С 1957 года люди запустили в космос около 20 650 спутников, около 11 100 из которых все еще функционируют. За последнее десятилетие эти цифры резко возросли благодаря появлению услуг спутникового интернета. Одна только Starlink от SpaceX планирует отправить на орбиту до 42 000 спутников.
Столкновения становятся все более актуальной проблемой по мере накопления космического мусора. Спутники SpaceX пришлось выполнять 50 000 маневров для предотвращения столкновений только в первой половине 2024 года, чтобы избежать других космических аппаратов и мусора. И по мере роста выбросов парниковых газов им, возможно, придется маневрировать, чтобы избежать еще большего количества препятствий.
Предыдущие исследования также рассматривали, как выбросы парниковых газов вызывают сжатие и охлаждение верхних слоев атмосферы. Исследование, опубликованное сегодня, вероятно, является первой попыткой количественно оценить, как уменьшение плотности атмосферы влияет на орбитальную емкость нижней орбиты Земли, согласно Петру Шахе, исследователю из кафедры атмосферной физики Карлова университета, который не участвовал в новом исследовании. Паркер и его коллеги использовали атмосферные модели для оценки того, сколько спутников могут безопасно размещаться на орбите при различных сценариях выбросов парниковых газов. Шаха отмечает, что существуют и другие факторы, которые могут вызвать краткосрочные аномалии в плотности, особенно если учитывать, насколько мало ученые понимают о том, как гравитационные волны будут реагировать на изменения в атмосфере, вызванные выбросами парниковых газов.
Паркер надеется избежать критической точки, когда весь трафик на низкой орбите Земли может вызвать каскадные столкновения, что может привести к потере доступа человечества к определенным частям космоса, словно дорога закрыта после аварии на шоссе. В настоящее время люди полагаются на спутники для повседневных услуг — от GPS до прогноза погоды.
«Мы все хотим убедиться, что будущие поколения смогут пользоваться благами, которые мы получаем из космоса», — говорит Паркер. «Я думаю, целью этой статьи было вовлечь общественность… устойчивость космоса влияет на них. И чтобы в сообществе операторов спутников, люди осознавали, что этот ресурс ограничен и меняется».
Источник: TheVerge
