30 лет назад спасли озоновый слой от фреонов — теперь его разрушают спутники

Бум запусков ракет может замедлить восстановление озонового слоя, предупреждает исследователь Сандро Ваттиони. Хотя масштабы проблемы пока недооценены, она вполне поддаётся смягчению — если действовать заранее и сообща.

Развитие космической отрасли идёт стремительно. Небо всё чаще расчерчивают следы ракет, отправляющих на орбиту всё новые спутники. Это приносит много пользы, но несёт и экологические риски, которые пока только начинают изучать.

Каждый запуск, а также сгорание обломков спутников при входе в атмосферу, выбрасывает загрязняющие вещества в средние слои атмосферы. Именно там находится озоновый слой, который защищает Землю от ультрафиолета. Эти выбросы способны разрушать озон — и их влияние растёт с каждым годом. Исследования в этой области начались ещё 30 лет назад, но долгое время считалось, что вред от них незначителен. Сейчас это мнение пересматривается. В 2019 году в мире состоялось 97 орбитальных запусков. В 2024-м — уже 258. И это число будет расти.

Проблема усугубляется тем, что в верхней атмосфере выбросы задерживаются в сотни раз дольше, чем на уровне земли. Там нет осадков и других механизмов самоочистки. Даже если большинство запусков происходят в Северном полушарии, атмосферные потоки разносят загрязнение по всей планете.

Чтобы оценить возможные последствия, международная группа учёных под руководством Лауры Ревелл из Университета Кентербери провела моделирование при помощи климатической модели, разработанной в Цюрихе и Давосе. Результаты опубликованы в журнале npj Climate and Atmospheric Science.

В исследовании рассмотрен сценарий, при котором к 2030 году будет происходить 2040 запусков ежегодно — это в восемь раз больше, чем в 2024 году. В таком случае глобальная толщина озонового слоя уменьшится почти на 0,3 процента. Над Антарктикой, где по весне всё ещё возникает озоновая дыра, сезонные потери могут достигнуть 4 процентов.

На первый взгляд, цифры выглядят небольшими, но стоит помнить: озоновый слой до сих пор не восстановился после катастрофического разрушения, вызванного хлорфторуглеродами, которые были запрещены Монреальским протоколом в 1989 году. Сейчас толщина слоя всё ещё на 2 процента ниже доиндустриального уровня, и полное восстановление ожидается лишь к 2066 году. Новые выбросы от ракет — а они пока никак не регулируются — могут отодвинуть это восстановление на годы или даже десятилетия.

Наибольший ущерб озону наносят хлор и сажа. Хлор разрушает озон на молекулярном уровне, а сажа прогревает атмосферу, ускоряя разрушительные химические реакции. Сильнее всего загрязняют те ракеты, которые используют твёрдое топливо — именно они выбрасывают хлор. Ракеты на жидком кислороде и водороде практически не вредят озону, но из-за сложности технологий их пока используют лишь в 6 процентах запусков.

Отдельная и малоизученная проблема — это повторный вход спутников в атмосферу. Когда они сгорают, выделяются оксиды азота и частицы металлов. Азотные соединения также разрушают озон, а металлические частицы могут формировать полярные облака или служить катализаторами для химических реакций. Учёные пока не до конца понимают все эффекты, связанные с этими процессами, но ясно одно: с ростом числа спутниковых группировок масштаб загрязнения при повторном входе в атмосферу будет только увеличиваться.

Решение существует. Необходимо внедрять мониторинг ракетных выбросов, отказываться от токсичных видов топлива, развивать альтернативную тягу и вводить разумные ограничения. Это возможно, но только при совместных действиях учёных, властей и индустрии.

Опыт Монреальского протокола доказал, что даже глобальные угрозы можно остановить, если действовать согласованно. Сейчас человечество вступает в новую эру освоения космоса. Чтобы не подорвать восстановление одного из главных защитных механизмов нашей планеты, этой эпохе тоже потребуется международное сотрудничество и дальновидность.