• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Satelliter brinner upp i den övre atmosfären - vilken påverkan kan detta ha på jordens klimat?
    Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain

    Elon Musks SpaceX har meddelat att de kommer att göra sig av med 100 Starlink-satelliter under de kommande sex månaderna, efter att de upptäckt ett designfel som kan få dem att misslyckas. Istället för att riskera att utgöra ett hot mot andra rymdfarkoster kommer SpaceX att "de-banta" dessa satelliter för att brinna upp i atmosfären.



    Men atmosfäriska forskare är alltmer oroade över att den här typen av uppenbara flygtippningar från rymdsektorn kommer att orsaka ytterligare klimatförändringar nere på jorden. Ett team hittade nyligen, och oväntat, potentiella ozonnedbrytande metaller från rymdfarkoster i stratosfären, det atmosfäriska skiktet där ozonskiktet bildas.

    Den relativa "låga jordens omloppsbana" där satelliter som övervakar jordens ekosystem finns är alltmer överbelastad – Starlink enbart har mer än 5 000 rymdfarkoster i omloppsbana. Att röja skräp är därför en prioritet för rymdsektorn. Nyuppskjutna rymdfarkoster måste också avlägsnas från omloppsbana inom 25 år (USA implementerade nyligen en strängare femårsregel) antingen genom att flytta uppåt till en så kallad "kyrkogårdsomloppsbana" eller ner i jordens atmosfär.

    Satelliter i lägre omloppsbana är vanligtvis utformade för att använda eventuellt kvarvarande bränsle och dragningen av jordens gravitation för att åter komma in i atmosfären. I ett kontrollerat återinträde går rymdfarkosten in i atmosfären vid en förinställd tidpunkt för att landa i den mest avlägsna delen av Stilla havet vid Point Nemo (alias rymdfarkostkyrkogården). Vid ett okontrollerat återinträde lämnas rymdfarkoster att följa en "naturlig undergång" och brinna upp i atmosfären.

    Nasa och European Space Agency främjar denna form av kassering som en del av en designfilosofi som kallas "design for demise". Det är en miljöutmaning att bygga, skjuta upp och driva en satellit som är tillräckligt robust för att fungera i rymdens fientlighet men också kunna bryta upp och brinna upp lätt vid återinträde för att undvika att farligt skräp når jordens yta. Det pågår fortfarande.

    Satellitoperatörer måste bevisa att deras design- och återinträdesplaner har en låg "mänsklig träff"-frekvens innan de tilldelas en licens. Men det finns begränsad oro angående påverkan på jordens övre atmosfär under återinträdesstadiet. Detta är inte ett förbiseende.

    Till en början ansåg varken rymdsektorn eller astrofysikgemenskapen att bränna upp satelliter vid återinträde som ett allvarligt miljöhot – åtminstone mot atmosfären. När allt kommer omkring är antalet rymdfarkoster som frigörs litet jämfört med 440 ton meteoroider som kommer in i atmosfären dagligen, tillsammans med vulkanaska och mänskliga föroreningar från industriella processer på jorden.

    Dåliga nyheter för ozonskiktet?

    Så överreagerar atmosfäriska klimatforskare på närvaron av rymdfarkostpartiklar i atmosfären? Deras oro bygger på 40 års forskning om orsaken till ozonhålen ovanför syd- och nordpolen, som först observerades allmänt på 1980-talet.

    Idag vet de nu att ozonförlusten orsakas av mänskligt framställda industrigaser, som kombineras med naturliga och mycket höghöjda polära stratosfäriska moln eller pärlemormoln. Ytorna på dessa eteriska moln fungerar som katalysatorer och förvandlar godartade kemikalier till mer aktiva former som snabbt kan förstöra ozon.

    Dan Cziczo är en atmosfärsforskare vid Purdue University i USA, och medförfattare till den nyligen genomförda studien som fann ozonnedbrytande ämnen i stratosfären. Han förklarar för mig att frågan är om de nya partiklarna från rymdfarkoster kommer att hjälpa bildandet av dessa moln och leda till ozonförlust vid en tidpunkt då jordens atmosfär precis börjar återhämta sig.

    Av mer oro för atmosfäriska forskare som Cziczo är att endast ett fåtal nya partiklar kan skapa fler av dessa typer av polära moln - inte bara i den övre atmosfären, utan också i den nedre atmosfären, där cirrusmoln bildas. Cirrusmoln är de tunna, striga ismoln du kan se högt på himlen, över sex kilometer. De tenderar att släppa igenom värme från solen men sedan fånga den på vägen ut, så i teorin kan fler cirrusmoln lägga till extra global uppvärmning utöver vad vi redan ser från växthusgaser. Men detta är osäkert och studeras fortfarande.

    Cziczo förklarar också att från anekdotiska bevis vet vi att molnen på hög höjd ovanför polerna förändras - men vi vet ännu inte vad som orsakar denna förändring. Är det naturliga partiklar som meteoroider eller vulkanskt skräp, eller onaturliga partiklar från rymdfarkoster? Detta är vad vi behöver veta.

    Bekymrad, men inte säker

    Så hur ska vi svara på denna fråga? Vi har en del forskning från atmosfärsforskare, rymdfarkostbyggare och astrofysiker, men den är inte noggrann eller fokuserad nog för att fatta välgrundade beslut om vilken riktning vi ska ta. Vissa astrofysiker hävdar att aluminiumoxid (aluminiumoxid) partiklar från rymdfarkoster kommer att orsaka kemiska reaktioner i atmosfären som sannolikt kommer att utlösa ozonförstöring.

    Atmosfärsforskare som studerar detta ämne i detalj har inte gjort detta hopp eftersom det inte finns tillräckligt med vetenskapliga bevis. Vi vet att partiklar från rymdfarkoster finns i stratosfären. Men vad detta betyder för ozonskiktet eller klimatet är fortfarande okänt.

    Det är frestande att överdriva forskningsresultat för att få mer stöd. Men detta är vägen till forskningshelvetet – och förnekare kommer att använda dåliga resultat vid ett senare tillfälle för att misskreditera forskningen. Vi vill inte heller använda populistiska åsikter. Men vi har också lärt oss att om vi väntar tills obestridliga bevis finns tillgängliga kan det vara för sent, som med förlusten av ozon. Det är ett ständigt dilemma.

    Tillhandahålls av The Conversation

    Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.




    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com