Международная группа исследователей впервые зафиксировала процесс формирования химического шлейфа, возникающего в результате разрушения космического мусора в земной атмосфере. Уникальные наблюдения позволили в режиме реального времени проследить за миграцией веществ, выброшенных при входе обломков ракеты в плотные слои воздуха, что открывает новую страницу в изучении влияния космонавтики на экологию планеты.
Сбор данных состоялся 20 февраля 2025 года, когда после завершения миссии верхняя ступень носителя Falcon 9 сошла с орбиты. При вхождении в атмосферу над Европой конструкция разрушилась, а ее фрагменты упали на территории Польши. Специалисты из Института физики атмосферы имени Лейбница задействовали лидарные системы для дистанционного зондирования и обнаружили в мезосфере аномально высокую концентрацию паров лития.
Как отметил руководитель проекта Робин Уинг, научная группа оперативно приступила к измерениям сразу после появления сообщений о ярком болиде в ночном небе. Полученные показатели продемонстрировали десятикратный всплеск плотности лития на высоте около 96 километров — именно в этой зоне происходила наиболее интенсивная дефрагментация ступени. В течение последующих 20 часов сформировавшееся облако под воздействием атмосферных потоков преодолело путь от побережья Ирландии до Германии.
Для верификации источника выброса была использована прогностическая модель глобальной циркуляции, разработанная Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF). Результаты математического моделирования полностью подтвердили, что траектория и время перемещения литиевого облака совпадают с параметрами падения обломков ракеты.
Выбор лития в качестве объекта мониторинга обусловлен его крайне низким содержанием в естественной среде. По оценкам экспертов, за сутки с метеоритным веществом в атмосферу попадает лишь около 80 граммов этого металла. В то же время корпус и аккумуляторы одной ракеты Falcon 9 содержат до 30 килограммов лития. Такая колоссальная разница делает этот элемент идеальным маркером техногенного загрязнения верхних слоев атмосферы.
Проблема утилизации орбитальных объектов в атмосфере становится всё более острой. В последнее десятилетие интенсивность запусков кратно возросла. По сведениям Европейского космического агентства (ESA), ежедневно в атмосферу возвращается более трех объектов — от выработавших ресурс спутников до отработанных ступеней. Суммарная масса сгорающего за год техногенного мусора исчисляется сотнями тонн.
Источник: Wing, R., Gerding, M., Plane, J.M.C. et al. Measurement of a lithium plume from the uncontrolled re-entry of a Falcon 9 rocket. Commun Earth Environ 7, 161 (2026). https://doi.org/10.1038/s43247-025-03154-8
Хотя совокупная масса космических аппаратов всё еще уступает массе падающих метеоритов, их химический состав принципиально отличается. При сгорании искусственных объектов высвобождаются соединения, практически не встречающиеся в природе в свободном виде. Ученые предупреждают, что подобные инъекции чужеродных веществ могут катализировать разрушение озонового слоя и влиять на тепловой баланс Земли.
Долгое время основным фактором риска считался алюминий — ключевой компонент спутниковых конструкций. При окислении он образует частицы оксида алюминия, способные разрушать озон и менять отражательную способность атмосферы. Однако алюминий крайне сложно отследить из-за его мгновенной химической реакции с кислородом сразу после испарения.
Влияние лития на атмосферные процессы остается малоизученным. Тем не менее, последние данные показывают, что этот металл может играть в химии верхних слоев атмосферы гораздо более значимую роль, чем предполагалось ранее. Исследователи настаивают на необходимости прямых измерений для объективной оценки климатических рисков, связанных с освоением космоса.
Авторы исследования полагают, что полученные результаты задают новый стандарт мониторинга последствий аэрокосмической деятельности. С развитием спутниковых группировок частота сходов аппаратов с орбиты будет только увеличиваться, что приведет к росту объемов антропогенных выбросов. Теперь у научного сообщества есть проверенный инструментарий для изучения этих процессов.
В ближайшем будущем команда планирует масштабировать свои наблюдения и отслеживать подобные инциденты в разных точках планеты. Это критически важно для понимания того, насколько серьезную угрозу для стратосферы и мезосферы представляет массовое возвращение техники из космоса в ближайшие десятилетия.
Источник: iXBT
