Atkal debesis pušu? Satelītu megazvaigznāji raisa bažas par ozona caurumu atgriešanos  (14)

Satelītu skaits Zemes orbītā pieaug ārkārtīgi strauji un pēdējos divos gados ir dubultojies. Arī agrāk regulāri kosmosā tika sūtīti satelīti, no kuriem daļa pēc ekspluatācijas beigām tika ievadīti atpakaļ Zemes atmosfērā, kur sadega. Taču nekad iepriekš satelītu skaita pieaugums nav bijis tik spējš, un te galvenā loma ir tā dēvētajiem satelītu "zvaigznājiem" jeb satelītiem, kas drīzumā vienotā tīklā ieskaus visu planētu, galvenokārt lai nodrošinātu ātru interneta pārklājumu arī tajās pasaules vietās, kur cita veida pieslēgumi ir nepraktiski. Pagaidām visaktīvāk šo lauciņu aizpilda "SpaceX" satelītu "Starlink" programma – nepilnu divu gadu laikā orbītā nonākuši jau ap 1700 šo satelītu, bet kopā pirmajā kārtā ap Zemi plānoti 12 tūkstoši "Starlink" iekārtu (attēlā apakšā). "SpaceX" iesniegusi pieteikumu vēl 30 tūkstošu satelītu palaišanai. Taču šī nebūt nav vienīgā kompānija, kas lūko tikt pie sava pīrāga gabala – satelītu "zvaigznājus" plāno arī "Amazon", "OneWeb" un Ķīnas "Starnet". Tas var novest pie bezprecedenta izmaiņām Zemes augšējos atmosfēras slāņos.

Zemes atmosfērā ik dienas nonāk vairāki desmiti tonnu materiāla – pārsvarā meteoroīdi. Šie objekti reti kad ir tik lieli, lai pārdzīvotu ugunīgo ceļu lielā ātrumā cauri atmosfērai un nokristu uz zemes. Lielākā daļa atmosfērā sadeg. Tāpat laiku pa laikam atmosfērā tiek ievadīti savu laiku nokalpojuši cilvēku radīti objekti, kas arī pārsvarā pilnībā sadeg, pirms atlūzas paspējušas sasniegt Zemi. Taču nekad iepriekš orbītā nav bijis tik daudz objektu, kā tas būs, ja plāni ieskaut Zemi interneta satelītu tīklā tiks īstenoti. Kad tiks īstenota "Starlink" tīkla pirmā fāze (pirmie 12 tūkstoši satelītu), regulāri daļa no iekārtām būs jānomaina vai nu defekta dēļ, vai beidzoties plānotajam ekspluatācijas laikam.

Nekāda praktiskāka veida, kā satelītus apzināti ievadīt Zemes atmosfērā sadegšanai, vietā sūtot jaunus, šobrīd nav. Britu Kolumbijas Universitātes (Kanāda) astronomijas un astrofizikas asociētais profesors Ārons Boulijs vietnei "Space.com" lēš, ka šajā posmā ik dienu vidēji atmosfērā varētu nonākt ap divām tonnām cilvēka radītu objektu – "mirušie" satelīti. Ja tiks īstenots plāns par vēl papildu 30 tūkstošiem "Starlink" satelītu, šis skaits krietni pieaugs.

Meteoroīdi pārsvarā sastāv no silīcija, magnēzija, skābekļa, bet satelīti lielākoties no alumīnija. Tādējādi, ik dienu vairākām tonnām alumīnija objektu sadegot atmosfērā, Zemes atmosfēras augšējo slāņu ķīmiskais sastāvs var tikt gana būtiski izmainīts, lai izraisītu virkni seku, kuras šobrīd vēl grūti prognozēt.

Alumīnija objektiem augstā temperatūrā sadegot atmosfērā, tostarp radīsies arī alumīnija oksīds. Zināms, ka tas var atstarot noteikta viļņu garuma gaismu.

"Ja atmosfērā nonāks gana daudz alumīnija oksīda, tiks mainītas atmosfēras gaismu izkliedējošās īpašības un planētas albedo," skaidro Boulijs. Albedo izmanto, lai izteiktu dažādu virsmu atstarotājspēju. Tā ir virsmas atstarotā starojuma plūsmas attiecība pret kopējo plūsmu, kas krīt uz virsmu. To parasti izsaka skalā no 0 (vispār neatstaro) līdz 1 (atstaro visu). Piemēram, svaigi uzsnigušam sniegam albedo ir aptuveni 0,8, bet asfaltam – no 0,04 līdz 0,16. Zemes albedo ir vidēji ir ap 0,3. Proti, apmēram trešā daļa Saules starojuma tiek atstarota, bet pārējā daļa tiek absorbēta.

Mākslīga albedo palielināšana, atmosfēras augšējos slāņos ievadot noteiktus ķīmiskus savienojumus, starp citu, ik pa laikam apspriests kā viens no risinājumiem, kā mazināt globālās sasilšanas efektu, taču – tikai teorētiski. Zinātniskā kopiena uz šādiem plaša mēroga "eksperimentiem" caurmērā tomēr skatās atturīgi, jo pagaidām nav pietiekami daudz zināšanu par iespējamiem blakusefektiem.

"Nu izskatās, ka šāds eksperiments notiks bez jebkāda regulējuma un pārraudzības. Mēs nezinām, kādi ir sliekšņi (alumīnija koncentrācijai atmosfērā, kas var izraisīt albedo palielināšanos – red.) un kā tas kopumā izmainīs atmosfēras augšējos slāņus," vietnei "Space.com" atzīst Boulijs.

Satelītu sadegšanas rezultātā radušies savienojumi noteiktā koncentrācijā var bojāt arī ozona slāni, kas mūs pasargā no kaitīgās ultravioletās radiācijas. Zināms, ka vietēja mēroga bojājumus ozona slānī var izraisīt arī raķetes. Kosmiskajiem lidojumiem šobrīd pārsvarā tiek izmantotas raķetes ar šķidro degvielu (vai nu sašķidrināts ūdeņradis kombinācijā ar sašķidrinātu skābekli vai raķešdegviela RP-1 ar sašķidrinātu skābekli), taču aizvien pielietojums ir arī cietajai raķešdegvielai, piemēram, Eiropas Kosmosa aģentūras startos izmantotās "Ariane V" raķetes starta paātrinātājos (attēlā apakšā "Ariane V" starts).

"Mēs zinām, ka jau raķešu startos vien izdalītais alumīnija oksīds var noārdīt ozona slāni – daudzas cietās degvielas raķetes izmanto alumīnija oksīdu vai arī tas rodas kā blakusprodukts sadegšanas laikā," skaidro Boulijs. Arī "Ariane V" sistēmas starta paātrinātājiem viena no degvielas sastāvdaļām ir alumīnija pulveris. "Tas rada nelielus pagaidu caurumus stratosfērā esošajā ozona slānī. Šis ir viens no satraucošākajiem jautājumiem par atmosfēras ķīmiskā sastāva izmaiņām, ko var izraisīt kosmiskie lidojumi," bilst pētnieks.

Oldenburgas Universitātes (Vācija) pētnieks Gerhards Drolsāgens "Space.com" skaidroja, ka parasti satelīti, kas tiek ievadīti Zemes atmosfērā, sadeg augstumā no 90 līdz 50 kilometriem, kas ir virs ar ozonu bagātā stratosfēras slāņa. Pētnieks gan piebilda – satelītu sadegšanas rezultātā radušies savienojumi (vismaz daļa no tiem) ar laiku nonāks zemākos atmosfēras slāņos un var veicināt ozona noārdīšanos.

Boulijs norāda, ka cilvēkiem izcili izdodas nevērīgi izturēties un par zemu novērtēt spēju izmainīt vidi: "Bija uzskats, ka mēs nespējam izgāzt okeānā tik daudz plastmasas, lai tas kaut ko mainītu. Vai nespējam saražot tik daudz oglekļa dioksīda, lai tas kaut ko mainītu. Bet te nu mēs esam – ar pamatīgu plastmasas piesārņojumu okeānos un notiekošām klimata pārmaiņām mūsu darbību rezultātā." Pētnieks brīdina – nevērīgi attiecoties pret iespējamajām sekām, kas var rasties, izmainot stratosfēras sastāvu, atkal varam attapties vien pēc tam, kad kļūdas jau neatgriezeniski pieļautas.