За последние годы количество спутников, работающих на низкой околоземной орбите, увеличилось в десятки раз, и этот рост вызывает не только вопросы о засорении космоса, но и об изменениях в атмосфере Земли — в частности, в стратосфере. Новое исследование, опубликованное в январе 2026 года, показывает, что горящие при входе в атмосферу спутники и выводимые массы материалов могут изменять химический состав стратосферы и потенциально влиять на климат и озоновый слой. Это вызывает новые научные вопросы о влиянии космической деятельности на Землю.
Развитие спутниковой эры и увеличение запусков
По состоянию на начало января 2026 года в околоземной орбите насчитывалось около 14 300 активных спутников, тогда как 20 лет назад их было всего 871. Ведущую роль в этом росте занимает группа американской компании SpaceX — более 9200 спутников принадлежат именно этой фирме.
Другие крупные проекты включают планы по запуску тысяч дополнительных аппаратов со стороны компаний Amazon (несколько тысяч) и Blue Origin (более 5 400), а также китайские группировки Qianfan и Guowang.
Многие из этих устройств работают всего 5–10 лет и затем специально выводятся с орбиты, где сгорают в атмосфере, чтобы избежать накопления космического мусора.
Что происходит при сгорании спутников
Когда аппарат входит в атмосферу и сгорает из-за трения с воздухом, органические материалы вроде пластика или углепластика, а также легкие металлы превращаются в частицы. Эти частицы включают:
- черный углерод (сажу) — мелкие частицы, которые могут поглощать солнечное и инфракрасное излучение;
- оксиды металлов, например оксид алюминия, который образуется при сгорании алюминиевых элементов конструкции.
Такие частицы затем опускаются в стратосферу — слой атмосферы на высотах примерно от 10 до 50 км над поверхностью, где формируются погодные системы и находится озоновый слой.
Химический состав стратосферы изменяется
Исследователи, в частности Джон Дайкима из факультета прикладной физики Гарварда, предупреждают, что наблюдаемое увеличение частиц от сгорающих спутников изменяет состав стратосферы в ранее невиданном состоянии.
Черный углерод и радиационный баланс
Частицы черного углерода способны поглощать солнечное и тепловое излучение, что потенциально:
- меняет энергетический баланс Земли — соотношение между энергией, поступающей от Солнца, и уходящей назад в космос;
- нарушает циркуляцию стратосферы, важную для перераспределения тепла, воздуха и химических веществ по планете.
Ученые пока не до конца понимают, как именно эти процессы взаимодействуют, но считают, что изменения циркуляции могут повлиять на климатические зоны, тропические и полярные процессы и даже вызвать сдвиги в атмосферных токах.
Оксиды алюминия и озоновый слой
Металлические частицы, особенно оксид алюминия, могут служить поверхностями для химических реакций, которые приводят к разрушению озона — молекулы, защищающей Землю от вредного ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца. Процессы включают активацию хлора и образование реакционноспособных радикалов, которые ускоряют разрушение озона.
Хотя в настоящий момент дополнительная потеря озона не приводит к образованию нового озонового «шара», она замедляет восстановление озонового слоя, начатое после Монреальского протокола 1987 года.
Потенциальное влияние на климат и атмосферу
Ученые выражают обеспокоенность не только изменениями озонового слоя, но и влиянием пыли и частиц на циркуляцию и динамику стратосферы. Эти процессы напрямую связаны со многими климатическими явлениями, а точные последствия пока не полностью изучены.
Основные вопросы, которые сейчас обсуждаются:
- Может ли изменение стратосферной циркуляции повлиять на погодные модели, включая образование циклонических систем и распределение осадков?
- Какие долгосрочные эффекты будут от накопления металлических и углеродных частиц?
- Как это сочетается с уже существующими изменениями климата, вызванными выбросами парниковых газов?
Что говорят эксперты
Как отмечают исследователи, нынешние изменения в стратосфере — это новое для науки состояние, которое человечество ещё не наблюдало в прошлом.
Джон Дайкима подчёркивает, что важно:
- признать проблему на политическом уровне, чтобы разработать устойчивую стратегию регулирования спутниковой деятельности;
- проводить дополнительные исследования, чтобы понимать процессы на атомарном и климатическом уровнях;
- оценивать выбор материалов, конструкций и стратегий вывода спутников — от пропеллентов до орбитальных траекторий.
Учёные также считают, что уже существуют меры, которые могут быть приняты для снижения влияния на атмосферу, включая:
- модернизацию материалов спутников для уменьшения выбросов вредных частиц;
- выбор альтернативных видов топлива, которые не производят оксидов алюминия при сгорании.
Итоги и значение для общества
Ключевые факты, подтверждённые исследованиями:
- Количество спутников на низкой орбите Земли увеличилось более чем в 15 раз за 20 лет.
- Спутники, сгорающие при входе в атмосферу, вносят в стратосферу частицы черного углерода и оксиды металлов.
- Эти частицы могут изменить химический состав стратосферы, влиять на озоновый слой и энергетический баланс климата.
- Пока влияние этих процессов недостаточно изучено, но они представляют собой важное направление для будущих исследований.
Таким образом, современная космическая активность, особенно связанные с уничтожением спутников, вызывает не только инженерные и космические вопросы, но и научно обоснованные опасения по поводу изменений в атмосфере Земли и её климатической системе. Это побуждает ученых и политиков искать новые пути для устойчивого развития космических технологий и минимизации их воздействия на окружающую среду.
Источники:
Статья создана по материалам Phys.Org
