Když staré družice spadnou do zemské atmosféry a shoří, zanechávají po sobě drobné částice oxidu hlinitého, což poškozuje ozonovou vrstvu Země. Nová studie zjistila, že v letech 2016 až 2022 se počet těchto oxidů zvýšil osminásobně, a pokud se nic nezmění, bude se i v dalších letech zvyšovat. Družic na nízké oběžné dráze totiž prudce přibývá.
Družice na oběžné dráze mohou při zániku poškozovat ozonovou vrstvu
V osmdesátých letech 20. století vědci varovali svět – emise skleníkových plynů poškozují ozonovou vrstvu, která chrání život na Zemi před radiací. Pokud o tento štít naše planeta přijde, tak to bude znamenat velké problémy. „Zvýšené vystavení ultrafialovému záření může způsobit rakovinu kůže a oční zákal, poškodit plodiny, rostliny a mikroorganismy a ovlivnit ekosystémy a potravní řetězce,“ popsala Meg Sekiová, která vedla aktivity, jež měly poškozování ozonové vrstvy zastavit.
Dokázal to Montrealský protokol roku 1987. Úspěšně reguloval freony, látky, jež byly za úbytek ozonu zodpovědné nejvíc. Díky tomu se zmenšila ozonová díra nad Antarktidou, její obnova se očekává do padesáti let. V současné době ale vědci popisují další hrozbu – neočekávaný nárůst oxidů hliníku může v příštích desetiletích úspěšnou regeneraci ozonové vrstvy zpomalit, nebo dokonce zastavit.
Simulace hoření satelitu v atmosféře:
Utopeni v družicích
Na nízké oběžné dráze se v době, kdy vyšla tato studie, pohybovalo asi 8,1 tisíce lidmi vyrobených objektů. Z toho je asi šest tisíc satelitů Starlink, které v několika posledních letech vypustila společnost SpaceX Elona Muska. Ta už má povolení pro dalších 12 tisíc družic a celkem by jich chtěla mít 42 tisíc. Není v tom ale sama, i jiné světové technologické společnosti plánují další tisíce vlastních satelitů.
Podle nové studie je problém v tom, že družice na nízké oběžné dráze mají poměrně nízkou životnost, odhadují ji na pět let. Starlink to řeší tím, že jsou tato zařízení laciná – můžou je tak snadno nahradit jinými. Jenže přístroje nejsou neškodné, vědci upozorňují, že při pádu atmosférou zanikající satelity uvolňují spoustu chemikálií. Tou, jež vyvolává největší obavy, jsou oxidy hliníku.
Když družice při průchodu atmosférou hoří, vyvolávají oxidy hliníku chemické reakce, které ničí stratosférický ozón, jenž chrání Zemi před škodlivým ultrafialovým zářením. Oxidy nereagují chemicky s molekulami ozonu, ale vyvolávají destruktivní reakce mezi ozonem a chlorem, které ve výsledku poškozují ozonovou vrstvu. Protože se oxidy hliníku v těchto chemických reakcích nespotřebovávají, mohou při svém snášení stratosférou ničit molekulu za molekulou ozonu po celá desetiletí, tvrdí autoři práce, jež vyšla v odborném žurnálu Geophysical Research Letters.
Vědci upozorňují, že tento problém se až doposud v podstatě zanedbával, největší pozornost se věnovala znečištění pocházejícímu ze startů raket do vesmíru. Proto je tato studie vlastně jen odhadem, nicméně prvním realistickým odhadem rozsahu tohoto dlouhodobého znečištění v horních vrstvách atmosféry.
„Teprve v posledních letech se začalo uvažovat o tom, že by se to mohlo stát problémem,“ uvedl Joseph Wang z University of Southern California, který na analýze pracoval. „Jsme jeden z prvních týmů, který se zabýval tím, jaké důsledky by tyto skutečnosti mohly mít.“ Podle Wanga byl tento výzkum dost náročný, získat data o hoření sond v atmosféře je prakticky nemožné, pomohla až simulace, jež ale byla také nesmírně komplikovaná, už jen vzhledem k tomu, z kolika chemických látek jsou družice složené.
O třetinu vyšší znečištění
Autoři výzkumu z Americké geologické unie zjistili, že v roce 2022 se při opětovném vstupu družic do atmosféry zvýšil obsah hliníku oproti přirozeným hodnotám o 29,5 procenta. Modelování ukázalo, že typická 250kilogramová družice tvořená ze třetiny hliníkem vygeneruje při svém opětovném pádu do atmosféry přibližně 30 kilogramů nanočástic oxidu hlinitého. Většina z nich vzniká v takzvané mezosféře, neboli ve výšce 50 až 85 kilometrů nad zemským povrchem.
Podle autorů může trvat až třicet let, než se oxidy hliníku snesou ze stratosférických výšek, kde se nachází devadesát procent zemského ozonu. Podle prognóz do doby, než budou dokončeny v současnosti plánované konstelace družic, spadne na Zemi každý rok 912 tun hliníku. Tím se do atmosféry uvolní přibližně 360 tun oxidů hliníku ročně, což představuje nárůst o 646 procent oproti přirozeným hodnotám.
Autoři zatím nespočítali, o kolik ozonu tak může vrstva přijít, ale právě to by mělo být úkolem dalších výzkumů stejného týmu.
