Космический мусор уже «переписывает» химию атмосферы: металлы от сгорающих спутников и ракет меняют озоновый слой и облака

13.11.2025 20:31:00 | iXBT.com

Масса техногенного материала, который ежегодно сгорает в атмосфере при входе спутников и ракетных ступеней, за несколько лет вышла на новый уровень. Авторы нового исследования рассчитали, что в 2024 году при разрушении космических аппаратов в верхних слоях атмосферы было высвобождено 887 т вещества, а к концу 2025 года этот показатель по экстраполяции достигнет около 1,4 тыс. т. Для сравнения: в 2015–2020 годах значения держались на уровне 340–380 т в год.

Главный источник роста — крупные орбитальные группировки, прежде всего Starlink и другие низкоорбитальные системы. С 2020 года увеличилось число запусков, доля ступеней Falcon 9 и первых партий спутников, отработавших ресурс и сведённых с орбиты. Согласно расчётам, суммарный техногенный поток на высоте входа в атмосферу вырос с примерно 1 тыс. т в год до 1,6 тыс. т в 2024 году и, при сохранении текущих тенденций, превысит 2,3 тыс. т в 2025-м. Учёные отмечают: сценарий «умеренного» будущего, предложенный ранее и предполагавший 2,7 тыс. т годового притока, может быть достигнут уже в ближайшие годы.

Ключевой вывод исследования не в общей массе, а в составе этого потока. Авторы соединили базы данных по реальным сходам с орбиты за 2015–2025 годы, обновлённые модели конструкции спутников, верхних и центральных ступеней, а также оценки доли сгорающего материала. В отличие от ранних оценок для 10 элементов, теперь подробно рассчитано примешивание 43 химических элементов с учётом их содержания в конструкционных сплавах, электронике, аккумуляторах, солнечных панелях и композитах. Доли абляции: 80% массы для спутников и фрагментов, 65% для верхних ступеней и 30% для быстрых суборбитальных ступеней, остальное достигает поверхности.

Иллюстрация: Sora

Сравнение с естественным притоком вещества от сгорающих метеороидов показывает резкий перекос именно по металлам. Хотя суммарно техногенный вклад в 2024 году равен около 7% от природного, для металлов он уже достигает 14%. Для ряда элементов антропогенный поток давно доминирует над метеоритным. По данным авторов, ещё в 2015 году техногенное происхождение преобладало для 18 элементов, к 2024 году их число выросло до 24, а в сценарии будущих мегасозвездий с 75 000 активных спутников может достигнуть 30. Среди них — алюминий, медь, титан, ниобий и другие металлы, широко используемые в космической технике и практически отсутствующие в обычном метеоритном веществе.

Важная проверка этих расчётов пришла из стратосферы. Недавние измерения аэрозольных частиц на высотах около 20 км выявили характерные наборы металлов, соответствующие составу космических аппаратов. Новая работа показывает: рассчитанные отношения элементов к алюминию хорошо совпадают с наблюдениями (2023 года), а доли антропогенного алюминия, лития, меди и свинца в общем потоке (67–99% для 2022 года) согласуются с выводами по реальным аэрозолям. Это указывает, что значительная часть материала при входе действительно переходит в пар и наночастицы, которые способны накапливаться в мезосфере и стратосфере.

Авторы подчёркивают: пока речь не идёт о том, что по массе космический мусор сравнялся с метеоритами — даже при экстремальном сценарии ежегодное техногенное поступление (4,4 тыс. т) составит лишь около трети от природного (~12,3 тыс. т). Но качественный состав этого потока уже иной. Преобладание металлов с каталитическими свойствами и фтора, брома, свинца и ряда редких элементов создаёт предпосылки для новой химии в мезосфере и стратосфере. Возможные последствия, которые прямо обозначены в работе и сопутствующих докладах ESA, включают дополнительные сценарии разрушения озона, изменения в формировании полярных мезосферных и стратосферных облаков и потенциальное влияние на радиационный баланс через необычные по составу и оптическим свойствам аэрозоли.

Подробнее