Исследователи оценили потенциал воздействия космической отрасли на атмосферу, рассмотрев два сценария развития: умеренный (884 запуска в год) и интенсивный (2040 запусков в год). Умеренный сценарий продемонстрировал ограниченные последствия, в то время как амбициозный существенно менял картину ультрафиолетового облучения.
Озоновый щит Земли и угрозы ему
Озоновый слой служит жизненно важной защитой планеты от опасного коротковолнового УФ-излучения. Разрушение озона происходит из-за веществ вроде хлора, черной сажи и оксидов азота. Хлор обильно выделяется при горении твердого ракетного топлива, в то время как сажа и оксиды азота образуются при сжигании керосинового топлива. Ученые проанализировали текущее использование ракетного горючего и спрогнозировали его масштабы при значительном увеличении числа запусков (с сегодняшних менее трехсот в год).
Результаты моделирования интенсивного сценария
Расчеты показали, что 2040 запусков ежегодно приведут к снижению общего объема атмосферного озона примерно на 0.29%. Над Антарктидой весной это падение может достичь 3.9%. Сценарий с 884 запусками показал меньшее влияние — всего 0.17% в год. Отмечается, что озон постепенно восстанавливается после прекращения массового использования хлорфторуглеродов, хотя его уровень все еще примерно на 2% ниже нормы. Быстрое развитие космонавтики может замедлить или даже обратить вспять этот процесс восстановления. При этом сжигание сводящих с орбиты спутников (даже в больших количествах) не должно негативно влиять на стратосферный озон.
Ограничения исследования
Работа имеет несколько важных допущений. Во-первых, основной объем мировых пусков теперь приходится на SpaceX, которая анонсировала гораздо более масштабные планы — до 5000 запусков Starship ежегодно уже в следующем десятилетии. Во-вторых, ученые экстраполировали на будущее текущую структуру применяемых ракетных топлив.
Перспективы экологичных топлив для Starship
Такая экстраполяция может оказаться неверной. Все перспективные ракеты нового поколения (включая Starship Илона Маска) используют метановое топливо. Его ключевое преимущество: при сгорании метана практически не образуется хлора (он отсутствует в составе компонентов), выбросы черной сажи минимальны (в отличие от керосина), а количество оксидов азота существенно ниже, чем при горении керосина, твердого топлива или гидразиновых смесей.
Потребность в новых исследованиях
Влияние намечающегося ракетного бума на озоновый слой требует уточнения. С одной стороны, планы SpaceX на 5000 запусков Starship означают расход колоссального количества горючего (порядка 30 млн тонн) против современных скромных объемов. С другой стороны, метановые двигатели не производят хлор — самый опасный разрушитель озона. Окончательный прогноз динамики озонового слоя при таких масштабах космической деятельности пока невозможен: необходимы свежие исследования, реалистично оценивающее как рост числа запусков, так и переход на новые, более чистые виды топлив.
Источник: naked-science.ru
