Nebo iznad nas postaje sve gušće naseljeno. U posljednjih nekoliko godina broj lansiranja satelita porastao je za red veličine, dok mega-konstelacije satelita (kao Starlink) za internetsku povezanost preplavljuju nisku Zemljinu orbitu. No, ubrzani tempo lansiranja i povlačenja ovih jedinica stvara novu vrstu onečišćenja koja bi mogla poremetiti klimatski sustav i zaštitni ozonski omotač.
Početkom siječnja u orbiti je bilo 14.300 aktivnih satelita, dok ih je prije dvadeset godina bilo svega 871, prema podacima koje je objavio Jonathan McDowell iz Centra za astrofiziku Harvard-Smithsonian. Od današnjih aktivnih jedinica, više od 9.200 pripada SpaceX-u, koji je u prosincu podnio zahtjev Saveznoj komisiji za komunikacije za lansiranje dodatnih 15.000 satelita. Amazon planira više od 3.000, dok je Blue Origin Jeffa Bezosa ovog mjeseca najavio mrežu od još 5.408 jedinica. Kineske tvrtke Qianfan i Guowang također su započele s lansiranjem vlastitih mega-konstelacija.
Budući da su ovi sateliti relativno jeftini, a tehnologija se brzo razvija, mnogi se namjerno uništavaju nakon samo pet ili deset godina. Usmjeravaju se natrag u atmosferu kako bi izgorjeli i time oslobodili vrijedan prostor nekoliko stotina kilometara iznad Zemlje. Međutim, ti gorući sateliti ispuštaju mješavinu teških metala i čestica ugljika koje se spuštaju bliže Zemlji, u inače kemijski stabilnu stratosferu – sloj u kojem lete zrakoplovi, oblikuju se vremenski obrasci i gdje nas ozon štiti od zračenja.
“Doista mijenjamo sastav stratosfere u stanje kakvo nikada prije nismo vidjeli”, upozorava John Dykema, primijenjeni fizičar sa Sveučilišta Harvard (SEAS), ističući da znanstvenici danas slabo razumiju mnoge od tih utjecaja. Ono što postaje očito jest da utrka za svemirom riskira poremećaj globalnog klimatskog sustava i dodatno stanjivanje ozonskog omotača koji štiti sva živa bića od ultraljubičastog zračenja koje oštećuje DNK.
Kako satelitska čađa zagrijava nebo
Kada trenje pri ponovnom ulasku u atmosferu zapali satelit, organski materijali na njemu – poput plastike ili kompozita od ugljičnih vlakana – oslobađaju čestice crnog ugljika, istu onu finu čađu koja nastaje u dimu drva ili ugljena. Fizički gledano, crni ugljik dolazi u različitim oblicima. Neke čestice slijede ponavljajuće obrasce i kristalne su strukture, poput grafita u olovkama, dok su druge nasumične ili “amorfne.”
Te strukturne i kemijske razlike, uključujući način na koji se atomi ugljika vežu s elementima poput vodika, određuju kako crni ugljik utječe na dolaznu sunčevu svjetlost. Neke čestice raspršuju svjetlost, dok je druge apsorbiraju. Neke upijaju infracrveno svjetlo, ali ne i ultraljubičasto.
Još uvijek nije sasvim jasno kako se taj proces točno odvija u stratosferi niti kakve će posljedice imati na klimu. Glavno je pitanje mijenja li crni ugljik ukupnu energetsku ravnotežu Zemlje – odnosno omjer Sunčeve energije koja ulazi u atmosferu i topline koja se vraća u svemir? Ili možda ima još snažniji utjecaj na stratosfersku cirkulaciju? Riječ je o sporom atmosferskom sustavu, svojevrsnoj “pokretnoj traci” koja prenosi zrak, toplinu i plinove poput ozona i vodene pare iz tropskih krajeva prema polovima
“Unosimo toplinsku energiju u Zemljin klimatski sustav, ali je stavljamo na nova mjesta”, objašnjava Dykema. “Ne razumijemo u potpunosti implikacije promjene stratosferske cirkulacije. To bi moglo uzrokovati pomicanje putanja oluja, možda čak i pomicanje klimatskih zona ili postati novi izvor suša i poplava.”
Prijetnja oporavku ozona
Mjerenja i modeliranja istraživača s Harvarda i Rajana Chakrabartyja sa Sveučilišta Washington u St. Louisu sugeriraju da jedan od uobičajenih metala u konstrukciji satelita, aluminij, može završiti kao čestica koja sadrži aluminij u stratosferi. Aluminijev oksid na tim česticama pruža površinu za kemijske reakcije koje uništavaju ozon. Sandro Vattioni s ETH Zürich pokazao je velike nesigurnosti u tome kako ovaj proces može pretvoriti okolni klor na toj visini u visoko reaktivan oblik.
“Klor je jedan od ključnih aktera u stvaranju ozonske rupe”, kaže Dykema. “Ako dodate novu površinu koja pretvara postojeći klor u reaktivne oblike i slobodne radikale, to će također potaknuti gubitak ozona.”
Iako ovaj dodatni gubitak još nije dovoljan za stvaranje nove ozonske rupe, može usporiti oporavak koji je započeo nakon Montrealskog protokola iz 1987. godine, kojim su ukinuti klorofluorougljici (CFC).
Pitanje je što će se dogoditi kako čovječanstvo bude slalo sve više materijala u orbitu, od kojeg se velik dio na kraju vraća kao krhotine. Ako se aluminijev oksid nastavi nakupljati, gubitak ozona mogao bi postati ozbiljniji. “To nije najučinkovitiji način za stvaranje ozonske rupe, ali uzrokuje dodatnu eroziju ozona, što usporava oporavak”, dodaje Dykema.
Znanstvenici ističu da je ključno da donositelji politika ozbiljno shvate ovaj problem, bez pretvaranja da već imaju sve odgovore. Vlade i regulatorna tijela mogu poticati održivije korištenje svemira, počevši od materijala za izradu satelita pa sve do vrste raketnog pogona. Primjerice, kruta goriva u ispušnim plinovima stvaraju aluminij i aluminijev oksid, što znači da bi odluke o vrsti goriva, kao i o lokacijama i vremenu lansiranja, mogle imati stvarne posljedice za atmosferu.
Ivan je novinar i autor koji piše o znanosti, svemiru i povijesti. Gostuje kao stručni sugovornik na Science Discovery i History Channelu te piše za Večernji list. Osnivač je Kozmos.hr, prvog hrvatskog portala posvećenog popularizaciji znanosti.
