Satellitter brænder op i den øvre atmosfære - hvilken indflydelse kan dette have på jordens klima?

Elon Musks SpaceX har annonceret, at de vil skille sig af med 100 Starlink-satellitter i løbet af de næste seks måneder, efter at de opdagede en designfejl, der kan få dem til at fejle. I stedet for at risikere at udgøre en trussel mod andre rumfartøjer, vil SpaceX "de-kredse" disse satellitter for at brænde op i atmosfæren.

Men atmosfæriske videnskabsmænd er i stigende grad bekymrede for, at denne form for tilsyneladende fluevæltning fra rumsektoren vil forårsage yderligere klimaændringer nede på Jorden. Et hold fandt for nylig og uventet potentielle ozonnedbrydende metaller fra rumfartøjer i stratosfæren, det atmosfæriske lag, hvor ozonlaget dannes.

Det relative "lave kredsløb om jorden", hvor satellitter, der overvåger Jordens økosystemer, findes, er i stigende grad overbelastet - Starlink alene har mere end 5.000 rumfartøjer i kredsløb. Rydning af affald er derfor en prioritet for rumsektoren. Nyligt opsendt rumfartøj skal også fjernes fra kredsløb inden for 25 år (USA implementerede for nylig en strengere femårsregel) enten ved at bevæge sig opad til en såkaldt "graveyard orbit" eller ned i Jordens atmosfære.

Lavere kredsende satellitter er normalt designet til at bruge alt resterende brændstof og træk fra Jordens tyngdekraft til at komme ind i atmosfæren igen. I en kontrolleret reentry kommer rumfartøjet ind i atmosfæren på et forudbestemt tidspunkt for at lande i den fjerneste del af Stillehavet ved Point Nemo (alias rumfartøjets kirkegård). I en ukontrolleret genindtræden efterlades rumfartøjer til at følge en "naturlig død" og brænde op i atmosfæren.

Nasa og European Space Agency fremmer denne form for bortskaffelse som en del af en designfilosofi kaldet "design for demise". Det er en miljømæssig udfordring at bygge, opsende og betjene en satellit, der er robust nok til at fungere i rummets fjendtlighed, men også i stand til at bryde op og let brænde op ved genindtræden for at undgå, at farligt affald når jordens overflade. Det er stadig et arbejde i gang.

Satellitoperatører skal bevise, at deres design- og re-entry-planer har en lav "human-hit" rate, før de tildeles en licens. Men der er begrænset bekymring med hensyn til indvirkningen på Jordens øvre atmosfære under genindtræden. Dette er ikke en forglemmelse.

I første omgang anså hverken rumsektoren eller astrofysiksamfundet afbrænding af satellitter ved genindtræden for at være en alvorlig miljøtrussel - i det mindste mod atmosfæren. Når alt kommer til alt er antallet af frigivne rumfartøjspartikler lille sammenlignet med 440 tons meteoroider, der dagligt kommer ind i atmosfæren, sammen med vulkansk aske og menneskeskabt forurening fra industrielle processer på Jorden.

Dårlige nyheder for ozonlaget?

Så overreagerer atmosfæriske klimaforskere på tilstedeværelsen af ​​rumfartøjspartikler i atmosfæren? Deres bekymringer trækker på 40 års forskning i årsagen til ozonhullerne over syd- og nordpolen, som først blev observeret bredt i 1980'erne.

I dag ved de nu, at ozontab er forårsaget af menneskeskabte industrigasser, som kombineres med naturlige og meget højtliggende polære stratosfæriske skyer eller perlemorskyer. Overfladen af ​​disse æteriske skyer fungerer som katalysatorer, der gør godartede kemikalier til mere aktive former, der hurtigt kan ødelægge ozon.

Dan Cziczo er en atmosfærisk videnskabsmand ved Purdue University i USA og medforfatter til den nylige undersøgelse, der fandt ozonnedbrydende stoffer i stratosfæren. Han forklarer mig, at spørgsmålet er, om de nye partikler fra rumfartøjer vil hjælpe med dannelsen af ​​disse skyer og føre til ozontab på et tidspunkt, hvor Jordens atmosfære lige er begyndt at komme sig.

Mere bekymrende for atmosfæriske videnskabsmænd som Cziczo er, at kun få nye partikler kunne skabe flere af disse typer polære skyer - ikke kun i den øvre atmosfære, men også i den nedre atmosfære, hvor cirrusskyer dannes. Cirrusskyer er de tynde, pjuskede isskyer, du kan se højt på himlen, over seks kilometer. De har en tendens til at lade varme fra solen passere igennem, men fanger den så på vej ud, så i teorien kan flere cirrusskyer tilføje ekstra global opvarmning oven i det, vi allerede ser fra drivhusgasser. Men dette er usikkert og bliver stadig undersøgt.

Cziczo forklarer også, at vi fra anekdotiske beviser ved, at skyerne i høj højde over polerne ændrer sig - men vi ved endnu ikke, hvad der forårsager denne ændring. Er det naturlige partikler såsom meteoroider eller vulkansk affald, eller unaturlige partikler fra rumfartøjer? Det er det, vi skal vide.

Bekymret, men ikke sikker

Så hvordan svarer vi på dette spørgsmål? Vi har noget forskning fra atmosfæriske videnskabsmænd, rumfartøjsbyggere og astrofysikere, men det er ikke strengt eller fokuseret nok til at træffe informerede beslutninger om, hvilken retning vi skal tage. Nogle astrofysikere hævder, at aluminiumoxid (aluminiumoxid) partikler fra rumfartøjer vil forårsage kemiske reaktioner i atmosfæren, som sandsynligvis vil udløse ozonødelæggelse.

Atmosfæriske videnskabsmænd, der studerer dette emne i detaljer, har ikke taget dette spring, da der ikke er nok videnskabeligt bevis. Vi ved, at partikler fra rumfartøjer er i stratosfæren. Men hvad det betyder for ozonlaget eller klimaet er stadig uvist.

Det er fristende at overdrive forskningsresultater for at få mere støtte. Men dette er vejen til forskningshelvede - og benægtere vil bruge dårlige resultater på et senere tidspunkt for at miskreditere forskningen. Vi vil heller ikke bruge populistiske meninger. Men vi har også erfaret, at hvis vi venter, indtil uomtvistelige beviser er tilgængelige, kan det være for sent, som med tabet af ozon. Det er et konstant dilemma.

Leveret af The Conversation

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.