Projekt Starlink Elona Muska je postal sinonim za vizijo globalnega satelitskega interneta. Mreža tisočih satelitov v nizki Zemljini orbiti, ki omogočajo dostop do interneta celo v bolj oddaljenih ali revnih področjih. A zdaj se pojavlja skrb, ki ni povezana z zasedenostjo neba, motnjami astronomskih opazovanj ali vesoljskim smetjem, temveč z okoljskimi in kemičnimi posledicami množičnih ponovnih vstopov satelitov v atmosfero.
Tisoči Starlinkovih satelitov sedaj dnevno ponovno vstopajo v Zemljino atmosfero in ob vstopu izgorevajo kot spektakularne svetle sledi, a ob tem sproščajo kovinske delce, ki poudarjajo razprave o trajnostnem izvajanju vesoljskih programov. Znanstveniki opozarjajo: učinki na ozon, albedo in kemično ravnovesje v mesosferi še niso natančno poznani, vendar so razlog za resne preiskave.
Kaj dogaja: sateliti “razpadajo” kot meteorji
Običajno so sateliti projektirani tako, da po upokojitvi nadzorovano izstopijo iz orbite (deorbitacija) in pri tem popolnoma izgorejo v višjih plasteh atmosfere. Cilj je preprečiti, da bi koščki padli na zemljo in povzročili škodo.
Harvard–Smithsonian astronom Jonathan McDowell je v pogovorih dejal, da do že štiri sateliti Starlinka dnevno vstopijo v atmosfero.
Glavni material, iz katerega so sateliti izdelani, je aluminij, ki ob visokih temperaturah in trenju reagira s kisikom v zraku in tvori aluminijev oksid. Ti drobni kovinski delci ostanejo v višjih plasteh ozračja in lahko vstopijo v kemične procese, ki so sicer redki v naravnem ozračju.
Raziskava, objavljena v Geophysical Research Letters, ocenjuje, da satelit tipične mase 250 kg ob izgorevanju lahko ustvari okoli 30 kg aluminijevega oksida v oblikovanih nanodelcih, ki lahko ostanejo v atmosferi desetletja.
Kakšni so lahko potencialno okoljski vplivi?
1. Ozon in kemična kataliza
Aluminijev oksid sam po sebi ne reagira neposredno z ozonom, a deluje kot katalizator v reakcijah, ki aktivirajo klor, ki razgrajuje molekule ozona (O₃). To pomeni, da lahko delci pospešijo proces razgradnje ozona tudi že v majhnih količinah.
Študija, ki ocenjuje emisije satelitov iz “megakonstelacij”, navaja, da se je količina teh delcev med leti 2016 in 2022 povečala kar osemkrat in da bi, če se trend nadaljuje, lahko z leti preprečila okrevanje ozonske plasti.
2. Spremembe toplotnega ravnovesja
Delci aluminijevega oksida so aerosoli, ki lahko odbijajo in razpršijo sončno svetlobo — vpliv, ki spremeni lastnosti višjih plasti atmosfere. Modeli kažejo, da s povečanjem teh aerosolov lahko pride do sprememb v vetrovnih vzorcih, segrevanja delov atmospere in vpliva na mesosfero in stratosfero.
Ena študija opozarja, da do leta 2040 lahko emisije aluminijevih delcev iz satelitov dosegnejo raven, ki je primerljiva z naravnimi meteorskimi delci, kar pomeni, da njihova količina začne pomembno soodločati v procesih atmosferskih dinamik.
3. Učinki “zamika”
Ker delci iz izgorelih satelitov začnejo v višjih plasteh, lahko preidejo v višje sloje (mezosfera, stratosfera) šele čez desetletja. To pomeni, da učinki na ozon, mikroklimo in kemijo ne bodo vidni takoj, ampak z zamikom.
Analiza emisij modelira, da bi do 2040 lahko letne emisije aluminijevih oksidov iz satelitov dosegle okoli 360 ton, kar je ocenjena 646-odstotna rast glede na naravne ravni.
Zakaj količina zdaj še ni katastrofalna
Trenutno je število satelitov še relativno majhno v primerjavi z naravnim padanjem meteoritov in drugimi viri prašnih delcev.
Poleg tega so materiali naravnih meteorjev in tisti iz satelitov kemično drugačni — meteorski prah običajno ne vsebuje tolikšne količine aluminija, zato njihov vpliv na ozon ni enak.
Vendar znanstveniki opozarjajo, da ker trend širitve satelitskih megakonstelacij narašča, je tveganje, da ti dodatki postanejo dominanten vir kovinskih aerosolov, realno. Še posebej, ker vsak posamezen satelit prispeva le droben del vsote.
Dejavniki, ki pospešujejo padec satelitov
Geomagnetni in vremenski vplivi
Solarne nevihte, povečana energija od Sonca in večja gostota atmosfere v višjih plasteh povečujejo upor (atmosferski upor) satelitov, kar pospešuje njihov padec.
Nedavna študija analizira, da so nekateri sateliti zaradi intenzivne geomagnetne aktivnosti padli prej, kot je bilo predvideno.
Življenjska doba pilotov in načrtovani izpadi
Starlinkovi sateliti so načrtovani za približno petletje delovanja, nato morajo izstopiti iz orbite in izgoreti. Ta načrtovani cikel pomeni, da s povečanjem števila satelitov narašča tudi število padcev.
Kaj znanstveniki predlagajo
Da bi ublažili dolgoročne neprijetne učinke, strokovnjaki predlagajo:
- izboljšave v oblikovanju satelitov, ki zmanjšujejo količino aluminija ali uporabljajo materiale, ki bolje razpadejo brez škodljivih spojin;
- boljše metode nadzora in usmerjene deorbitacije, da izgorevajo bolj popolno in pri višjih plasteh atmosfere;
- strožje globalne regulacije in standardi za megakonstelacije, ki vključujejo okoljske ocene vpliva na ozon in atmosfero;
- spremljanje atmosferskih koncentracij kovinskih aerosolov, modeliranje njihovih učinkov in opazovanje sprememb v ozonskih plasteh.
AGU opozarja, da emisije iz satelitov povečujejo količino ozon razgrajujočih spojin in da obstaja nevarnost, da bo trend motil okrevanje ozona.
