Продължаващото освобождаване на парникови газове в земната атмосфера може да удължи живота на космическия боклук в ниска околоземна орбита, разкрива ново изследване, цитирано от ScienceAlert.

При сценарий с високи емисии това може да доведе до рязко намаляване на броя на сателитите, които могат безопасно да функционират в ниска околоземна орбита до 2100 г.

Това би наложило значителни ограничения върху възможностите на човечеството да изпраща нови апарати в космоса. В противен случай съществува риск от ефекта на Кеслер - неконтролируема верижна реакция от сблъсъци, която може да направи орбитата неизползваема.

"Климатичните промени и натрупването на орбитални отпадъци са два критично важни глобални проблема, които изискват координирани действия," пише екип, ръководен от аерокосмическия инженер Уилям Паркър от Масачузетския технологичен институт (MIT).

"Разбирането и отчитането на влиянието на природната среда върху възможността ни да работим в ниска околоземна орбита е от решаващо значение за опазването ѝ за бъдещите поколения."

В какво се крие проблемът?

Космосът е огромен, но използваемото пространство около Земята за сателити е ограничено. Между 200 и 1 000 км над повърхността има предел на броя обекти, които можем да изпратим, преди условията да станат несигурни.

Ако ниската орбита стане твърде претъпкана, сблъсъците ще станат неизбежни. Те ще доведат до разпадането на апаратите на хиляди фрагменти, които ще се движат по неконтролируеми траектории, увеличавайки риска от още сблъсъци. Този процес се нарича синдром на Кеслер.

Известно е, че капацитетът на ниската околоземна орбита се променя в зависимост от атмосферните условия. Например, по време на слънчев максимум (период на висока активност на Слънцето) енергията от слънчевите изригвания раздува атмосферата, увеличавайки аеродинамичното съпротивление (drag) върху сателитите. Това ги кара да губят височина по-бързо.

Но настоящите климатични промени нямат прецедент в историята. Последиците от огромния обем антропогенни парникови газове върху ниската орбита досега не са били изследвани в детайли.

Парниковите газове причиняват свиване на термосферата - слоя от атмосферата между 85 и 600 км. Това намалява въздушното съпротивление, което по принцип спомага за естественото "изчистване" на космическия боклук, като го кара да навлиза обратно в атмосферата и да изгаря.

Какви са прогнозите?

Екипът на MIT използва атмосферни модели, за да оцени какъв ще бъде капацитетът на ниската околоземна орбита през 2100 г. при различни сценарии за емисии.

Резултатите показват, че увеличаването на въглеродните емисии ще намали съпротивлението върху сателитите, което означава, че:

  • Активните сателити ще трябва да извършват по-малко корекции на орбитите си (което може да се възприеме като положителен ефект).
  • Космическият боклук ще остане по-дълго в орбита, тъй като ще отнема много повече време, докато естествено изгори в атмосферата.

При най-лошия сценарий с високи емисии:

  • Височинният диапазон между 400 и 1 000 км ще загуби 60% от капацитета си по време на слънчев максимум и 82% по време на слънчев минимум до 2100 г.

Какво означава това за бъдещето?

Все още сме далеч от капацитета, при който ефектът на Кеслер би направил орбитата неуправляема. В момента в земната орбита работят 11 901 сателита, а над 20 000 фрагмента космически отпадъци се намират там.

Въпреки това, с бързото нарастване на броя на изстрелваните сателити, учените предупреждават, че трябва да се вземат мерки сега, за да се избегне бъдеща криза.

"Като се има предвид скорошното, бързо разширяване на броя на сателитите в ниска околоземна орбита, разбирането на екологичните промени и тяхното влияние върху устойчивото опериране е необходимо, за да предотвратим прекомерното експлоатиране на този регион," заключават изследователите.

Изследването е публикувано в списание Nature Sustainability.