Инженеры MIT предупреждают: парниковые газы угрожают устойчивости космических операций на околоземной орбите

11.03.2025 14:12:00 | iXBT.com

Исследователи Массачусетского технологического института (MIT) обнаружили, что выбросы парниковых газов изменяют среду околоземного пространства, что в долгосрочной перспективе сократит количество спутников, способных безопасно функционировать на орбите.

Согласно исследованию углекислый газ и другие парниковые газы вызывают сокращение верхних слоёв атмосферы, включая термосферу — область, где сегодня находятся МКС и большинство спутников.

Основная угроза связана с уменьшением плотности термосферы, что снижает атмосферное сопротивление — силу, которая замедляет старые спутники и космический мусор, заставляя их опускаться в нижние слои атмосферы и сгорать. Сокращение сопротивления означает увеличение срока жизни орбитальных обломков, которые будут скапливаться в популярных регионах низкой околоземной орбиты (НОО) и повышать риск столкновений.

Источник: CC0 Public Domain

Команда провела симуляции влияния углеродных выбросов на верхние слои атмосферы и орбитальную динамику, чтобы оценить «несущую способность» НОО — максимальное число спутников, которое может безопасно размещаться на определённых высотах. Результаты показали, что к 2100 году ёмкость наиболее востребованных областей сократится на 50% – 66% из-за климатических изменений.

Учёные отмечают, что термосфера естественным образом сжимается и расширяется каждые 11 лет в ответ на цикл солнечной активности. Однако с 1990-х годов появились предположения, что парниковые газы, задерживая тепло в нижних слоях атмосферы, одновременно охлаждают термосферу, заставляя её сокращаться. За последнее десятилетие измерения сопротивления спутников подтвердили, что термосфера реагирует не только на солнечные циклы, но и на антропогенные факторы.

Сегодня на НОО (до 2000 км от Земли) находятся более 10 000 спутников, обеспечивающих интернет, связь, навигацию и прогнозирование погоды. Однако их число резко выросло: за последние пять лет запущено больше аппаратов, чем за предыдущие 60 лет. Для оценки рисков команда смоделировала сценарии выбросов на основе прогнозов Межправительственной группы экспертов по изменению климата (IPCC). При сохранении текущих темпов эмиссии к 2100 году «несущая способность» на высотах 200–1000 км снизится вдвое. Превышение ёмкости даже в локальных регионах спровоцирует «лавинообразную нестабильность» — цепь столкновений, после которых орбита станет непригодной для эксплуатации.

Уже сейчас некоторые слои НОО, включая зоны мегасозвездий Starlink, приближаются к критическим значениям.

Итоги работы подчёркивают необходимость мер по регулированию космической деятельности и климатической политики. Без этого человечество рискует потерять доступ к ключевым орбитальным ресурсам, от которых зависит современная инфраструктура — от глобальной связи до мониторинга климата.

Подробнее