За последние годы объем техногенных материалов, испаряющихся в атмосфере при входе спутников и ступеней ракет, резко возрос. По оценкам авторов нового исследования, в 2024 году при разрушении космических аппаратов в верхних слоях атмосферы было высвобождено около 887 тонн вещества, а к концу 2025 года, согласно экстраполяции, этот показатель может достичь примерно 1 400 тонн. Для сравнения: в период 2015–2020 годов ежегодный приток техногенных веществ не превышал 340–380 тонн.
Основным драйвером роста стали масштабные низкоорбитальные группировки, прежде всего Starlink и аналогичные системы. С 2020 года участились запуски, увеличилась доля отработавших ресурс ступеней Falcon 9 и первых партий спутников, сведённых с орбиты. По расчетам, суммарный поток техногенных материалов на высоте входа в атмосферу вырос с порядка 1 000 тонн в 2020 году до 1 600 тонн в 2024 году и, в случае сохранения текущих трендов, превысит 2 300 тонн к концу 2025 года. Ученые обращают внимание на то, что даже «умеренный» сценарий с ежегодным притоком в 2 700 тонн может реализоваться уже в ближайшие годы.
Главное открытие исследования не столько в абсолютных цифрах, сколько в составе этого антропогенного потока. Авторы объединили базы данных о реальных сходах с орбиты в 2015–2025 годах, обновили модели конструкций спутников, верхних и центральных ступеней, а также пересмотрели доли абляции материалов. В отличие от ранних оценок, охватывавших лишь 10 элементов, теперь детально рассчитано смешение 43 химических элементов с учётом их содержания в сплавах, электронике, аккумуляторах, солнечных панелях и композитах. Согласно введённым коэффициентам, абляция составляет примерно 80% массы для спутников и фрагментов, 65% для верхних ступеней и 30% для скоростных суборбитальных блоков — остальное достигает поверхности Земли.
Сравнение с естественным потоком материалов от сгорающих метеороидов выявляет значительный перевес техногенных металлов. Хотя общий вклад антропогенных веществ в 2024 году составлял лишь около 7% от природного, для металлов эта доля достигла 14%. Для ряда элементов человекопроизведённый поток давно превзошёл метеоритный. Если в 2015 году антропогенная доля преобладала лишь по 18 элементам, то к 2024 году их число выросло до 24, а при развитии мегагруппировок со 75 000 активных спутников может достигнуть 30. Среди них — алюминий, медь, титан, ниобий и другие металлы, широко используемые в космической технике и почти отсутствующие в метеоритном веществе.
Верификация полученных данных пришла из стратосферы: недавние измерения аэрозольных частиц на высоте около 20 км выявили характерный химический «отпечаток» космических аппаратов. Новые расчёты показывают, что отношения элементов к алюминию хорошо соответствуют наблюдениям 2023 года, а доли антропогенного алюминия, лития, меди и свинца в общем потоке (67–99% для 2022 года) совпадают с результатами анализа реальных аэрозолей. Это подтверждает, что значительная часть материала при входе переходит в пар и наночастицы, способные накапливаться в мезосфере и стратосфере.
Авторы подчёркивают: по массе техногенный вклад всё ещё уступает метеоритному — даже в экстремальном сценарии ежегодный приток в 4 400 тонн составит лишь треть от природного (~12 300 тонн). Однако по качественному составу поток уже принципиально иной. Преобладание металлов с каталитическими свойствами, фтора, брома, свинца и ряда редких элементов создаёт предпосылки для новых химических процессов в мезосфере и стратосфере. Возможные последствия, обозначенные в статье и сопутствующих отчётах ESA, включают дополнительные механизмы разрушения озонового слоя, изменения в образовании полярных мезосферных и стратосферных облаков, а также потенциальное влияние на радиационный баланс за счёт необычных по составу и оптическим свойствам аэрозолей.
Источник: iXBT
