A károsanyag-kibocsátástól lezuhan a légkör, ez pedig a műholdakra is hatással van

Az MIT repülőgép- és űrmérnökei új kutatásukban megállapították, hogy a károsanyag-kibocsátás megváltoztatja a Föld-közeli űrkörnyezetet, ez pedig azzal jár, hogy idővel kevesebb műholdat lehet a bolygó körül biztonságosan működtetni, írja az EurekAlert.

A kutatók a Nature Sustainability című szaklapban megjelent tanulmányukban arról számoltak be, hogy a szén-dioxid és más üvegházhatású gázok kibocsátása a felső légkör zsugorodását okozhatja. Különösen fontos ez a termoszféránál, ami a légkörben a mezoszféra és az exoszféra között helyezkedik el, 85 km-től körülbelül 500 km magasságig terjed. Itt kering a legtöbb műhold és a Nemzetközi Űrállomás is. Amikor a termoszféra ritkul, a csökkenő sűrűség a légköri ellenállást is csökkenti, ennek pedig az lehet az eredménye, hogy a régi műholdak és az űrszemét-darabok közelebb kerülnek a földfelszínhez, viszont tovább maradnak a légkörben, később égnek el. Ez pedig azzal jár, hogy az űrszemét élettartama meghosszabbodik, évtizedekig szennyezve a régiókat, amikben a műholdak működnek, növelve az ütközések lehetőségét a pályán.

A kutatócsoport szimulációkat is végzett arra vonatkozóan, hogy a szén-dioxid-kibocsátás hogyan befolyásolja a felső légkört és a pályák dinamikáját. Ezek a szimulációk azt jósolták, hogy 2100-ra a legzsúfoltabb régiók teherbíró képessége 50-66 százalékkal csökkenhet az üvegházhatású gázok miatt.

„A felső légkör törékeny állapotban van, mivel a klímaváltozás megzavarja a status quót” – mondta William Parker, a tanulmány első szerzője. „Ugyanakkor jelentősen megnőtt a felbocsátott műholdak száma, különösen a szélessávú internetet biztosító műholdak miatt. Ha ezt a tevékenységet nem kezeljük megfelelően, és nem dolgozunk a károsanyag-kibocsátás csökkentésén, a pálya túlzsúfolttá válhat, ami több ütközéshez és törmelékhez vezethet.

A termoszféra egyébként egy 11 éves ciklusban természetes módon összehúzódik és tágul, válaszul a Nap aktivitási ciklusára. Ha az aktivitás alacsony, a Földet kevesebb sugárzás éri, a külső légkör átmenetileg lehűl és összehúzódik. A naptevékenység maximuma idején ismét tágul. Az 1990-es években modellezések kimutatták, hogy míg az üvegházhatású gázok a légkör alsóbb rétegeiben megtartják a hőt, a magasabb rétegeket hűtik, többek között a termoszférát is.

Az elmúlt évtizedben a tudósok meg tudták mérni a műholdak légellenállásának változásait, ami bizonyítékot szolgáltatott arra, hogy a termoszféra nem csak a naptevékenység 11 éves ciklusára reagál.

”Az ég a szó szoros értelmében összezuhan, évtizedes léptékben„ – mondta Parker. ”Ezt látjuk abból, ahogyan a műholdaink légellenállása változik.

Az MIT csapata arra volt kíváncsi, hogy mindez hogyan befolyásolja a Föld körüli pályán keringő műholdakat. Ma több mint 10 ezer ilyen eszköz működik a bolygó körül, alacsony Föld körüli pályán, ami a Föld felszínétől maximum 2000 kilométeres távolságot takar. Ezek a műholdak alapvető, fontos szolgáltatásokat nyújtanak, például internetet, navigációt vagy időjárás-előrejelzést.

„Több műholdat bocsátottak fel az elmúlt öt évben, mint az azt megelőző 60 évben összesen” – mondta Parker.

A kutatók azt találták, hogy az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) által kiadott klímaforgatókönyvek közül azok, amik a kibocsátás folyamatos növekedését vetítik előre, jelentősen csökkentik az alacsony Föld körüli pálya teherbíró képességét.

A csapat becslése szerint az évszázad végére a 200 és 1000 kilométeres magasságban biztonságosan működő műholdak száma 50-66 százalékkal csökkenhet ahhoz képest, ha a kibocsátás a 2000. év szintjén maradna.

Bár az előrejelzésük 2100-ra vonatkozik, a kutatók szerint bizonyos légköri magasságok már most is túltelítődtek, különösen az olyan közelmúltban felbocsátott megakonstellációk miatt, mint a SpaceX Starlinkje.

„A légkörre támaszkodunk a törmelékek eltakarításához” – mondta Parker, arra utalva, hogy az ilyen űrszemét gyakran elég a légkörben. „Ha a légkör változik, akkor a törmelékkörnyezet is megváltozik. A kutatásunk megmutatja, hogy a Föld körül keringő törmelékekkel kapcsolatos hosszú távú kilátások kritikusan függenek az üvegházhatású gázok kibocsátásától.”