A műholdseregek az ózont sem kímélik
(Rovat: Környezetünk védelme - 2024.08.22 07:15.)

Napjainkban ezerszámra állítják pályára az internetszolgáltató műholdseregek tagjait, nem törődve azzal, milyen kárt okoznak életük végén.

Mi történik az elhsznált műholdakkal? Az egyszerű válasz az, hogy (lehetőség szerint irányítottan) belépnek a Föld légkörébe, ahol a közegellenállás következtében felizzanak, elégnek és „megsemmisülnek”. Műholdként persze valóban megsemmisülnek, kérdés azonban, mi történik anyagukkal, az elgőzölgő fémekkel. Számítások szerint egyetlen átlagos, 250 kg tömegű, 30%-ban alumíniumból álló műhold elégése nyomán mintegy 30 kg, 1–100 nm közötti méretű alumínium nanorészecske kerül a légkörbe, azon belül elsősorban az 50–85 km közötti magasságban lévő mezoszférába. A kutatók számításai szerint 30 évig is eltarthat, mire a részecskék leszivárognak a sztratoszférába, ahol az ózon 90%-a található.

A légkörben természetes okok miatt is jelen vannak az alumínium-oxidok, ezek forrásai a légkörben elégő mikrometeoroidok, amelyek azonban viszonylag levés alumíniumot tartalmaznak. Ezzel szemben a műholdak alumíniumtartalma 10–40% közötti, emiatt a megsemmisülő műholdak 2022-ben, tehát egyetlen év alatt 17 tonna alumínium-oxid nanorészecskével „gazdagították” a légkört, és ezáltal 29,5%-kal növelték a légköri alumínium mennyiségét a természetes szinthez képest. Ezt előrevetítve azokra az évekre, amikor a meglévő és tervezett műholdseregek tagjai tömegesen megsemmisülnek, arra kell számítanunk, hogy évente 360 tonna alumínium-oxid kerül a légkörbe. Ez a mennyiség az alumínium természetes (meteoritikus eredetű) szintjéhez képest 646%-os növekedést okoz a légkörben.

Internetszolgáltató műholdak ezreit állítják alacsony Föld körüli pályára. A műholdak élettartama véges, megsemmisülésükkor az ózonréteget károsító anyagok kerülnek a légkörbe. (Kép: SpaceX)

A legnagyobb baj az, hogy a műholdak elégéséből visszamaradó, parányi alumínium-oxid szemcsék pusztítják a Földet az ibolyántúli sugárzástól védő ózonréteget. Márpedig egy új vizsgálat eredménye szerint 2016 és 2022 között ezeknek az oxidoknak a mennyisége a légkörben a nyolcszorosára nőtt, amely mennyiség rohamos növekedése várható, amikor a ma még működő műholdak tömegesen kezdenek lezuhanni. Az 1987-es Montreali Jegyzőkönyv ugyan sikeresen vetett gátat az ózonréteg károsításának, azonban az alumínium-oxidok mennyiségének rohamos növekedése véget vethet az elmúlt évtizedek kedvező folyamatának.

Egy műholdakon használt napelemtábla mozgató mechanizmusa légköri megsemmisülésének szélcsatornában szimulált folyamata. (Kép: European Space Agency / German Aerospace Center)

A jelenleg a Föld körül keringő 8100 mesterséges égitest közül mintegy 6000 az elmúlt néhány évben felbocsátott Starlink műhold. A globális internet-lefedettségre nagy az igény, ezért számítanunk kell a műholdseregek gyarapodására. A folyamatban a SpaceX jár az élen, amelynek a már felbocsátottakon felül további 12 ezer Starlink műhold pályára állítására van engedélye, a távolabbi terveik szerint azonban ez a szám 42 ezerre nőne. A tanulmány szerzői azt is számításba vették, hogy az Amazon és más cégek is tervezik saját műholdseregeik létrehozását, ezek 3000 és 13 000 közötti műholdat számlálnának. Az internetszolgáltató műholdak várható élettartama mintegy 5 év, ezután a rendszerek üzemeltetőinek újabb indításokkal kell gondoskodniuk az elavulás vagy műszaki okok miatt kieső műholdak pótlásáról.

Az alumínium-oxidok nem közvetlenül lépnek kémiai reakcióba az ózonnal, csak katalizálják azokat a reakciókat (elsősorban az ózon és a klór között), amelyek pusztítják az ózonréteget. Emiatt az alumínium-oxidok nem fogynak el a folyamatban, hanem évtizedeken keresztül kifejthetik káros hatásukat.

A Dél-Kaliforniai Egyetem kutatóinak eredményeit részletesen bemutató tanulmány az American Geophysical Union (AGU) Geophysical Research Letters folyóiratában jelent meg.