Каждый год на орбиту отправляются сотни ракет, а отработанные ступени и отслужившие спутники падают обратно на Землю. Исследователи из Университетского колледжа Лондона выяснили, что это не проходит бесследно для климата. Главный виновник — сажа от ракетного топлива, которая оседает в верхних слоях атмосферы и остаётся там гораздо дольше, чем любые наземные выбросы. Уже к концу десятилетия доля таких загрязнений от так называемых мегасозвездий спутников достигнет 42 процентов от общего климатического воздействия всей космической отрасли.
Почему сажа в стратосфере опаснее обычной
Когда ракета с керосиновым двигателем взлетает, она выбрасывает частицы чёрного углерода прямо в верхнюю атмосферу. В отличие от выхлопных газов автомобилей или заводских труб, которые быстро вымываются дождями, эти частицы задерживаются там на годы. Исследователи подсчитали: одна тонна сажи, попавшая на высоте 50–60 километров, нагревает атмосферу примерно в 540 раз сильнее, чем та же тонна, выпущенная у поверхности Земли. Причина — медленные воздушные течения и отсутствие естественных механизмов очистки в стратосфере.
К 2029 году, по оценкам учёных, ежегодный выброс сажи от ракет достигнет 870 тонн. Для сравнения: примерно столько же выбрасывают все легковые автомобили Великобритании (последние данные правительства — 728 тонн). Разница в том, что наземные выбросы рассеиваются быстро, а космические накапливаются и действуют десятилетиями.
«Космическая отрасль ведёт маленький, никем не регулируемый геоинженерный эксперимент, который может иметь серьёзные непредвиденные последствия для окружающей среды», — пояснила руководитель проекта профессор Элуаз Маре из UCL.
Спутниковые мегасозвездия — драйвер роста загрязнения
Эра мегасозвездий началась с запусков системы Starlink компании SpaceX. Сейчас на орбите уже почти 12 тысяч таких аппаратов, и конкуренты тоже активно разворачивают свои сети. Это привело к резкому скачку числа пусков: со 114 в 2020 году до 329 в 2025-м — в основном за счёт многоразовых ракет Falcon 9, работающих на керосине. По расчётам группы, уже в 2020 году мегасозвездия дали 35 процентов климатического воздействия от всего космического сектора, а к 2029-му эта доля вырастет до 42 процентов.
Авторы работы предупреждают: их прогнозы, скорее всего, занижены. С 2023 года число запусков превысило моделируемые показатели, и в ближайшие годы ожидается ещё больше пусков. Только заявки на пополнение уже существующих систем предусматривают десятки тысяч новых спутников, а вместе с китайской группировкой Guowang и проектом Amazon Kuiper (называемым Leo) цифра может перевалить за 65 тысяч.
Озоновый слой под ударом — но пока не критично
Учёные также изучили, как мегасозвездия влияют на озоновый слой. Ракетные двигатели могут выделять хлор, который напрямую разрушает озон. Кроме того, частицы сажи служат поверхностью для химических реакций, ускоряющих разрушение озона. Однако авторы обнаружили: керосиновые двигатели хлор не дают, а большинство современных пусков мегасозвездий используют именно такое топливо. В результате к 2029 году все ракетные запуски снизят глобальный озон лишь на 0,02 процента — по сравнению с двумя процентами от веществ, регулируемых Монреальским протоколом. Доля мегасозвездий в этом снижении составляет меньше десятой части.
Но будущее может измениться. Например, спутники Amazon Kuiper планируется запускать на ракетах Blue Origin с жидким водородом или метаном — они хлор не выделяют. Однако часть контрактов Amazon заключена с компаниями, использующими твердотопливные двигатели, содержащие хлор. Китай пока не раскрыл, какими ракетами будет запускать свою группировку, но ранее использовал твёрдое топливо с хлором.
«Эффект охлаждения от уменьшения солнечного света, который мы рассчитали в моделях, может показаться приятным на фоне глобального потепления, но относиться к этому надо с крайней осторожностью», — добавила профессор Маре.
Необходимость регулирования назрела
Пока воздействие космических выбросов на атмосферу невелико по сравнению с другими промышленными источниками. Но учёные предупреждают: уникальные свойства сажи в верхних слоях делают эту проблему потенциально опасной. Масштаб уже сейчас сопоставим с эффектом от геоинженерных проектов по блокировке солнечного света, только никто не оценивал риски и не спрашивал разрешения. Как отметил ведущий автор доктор Коннор Баркер, «ракетные запуски загрязняют последнюю относительно чистую среду на Земле — верхние слои атмосферы».
Полученные данные опубликованы в журнале Earth’s Future. Промедление с введением экологических норм для космической отрасли, по мнению авторов, грозит тем, что справиться с последствиями станет намного сложнее и дороже. Пока ещё есть время действовать на опережение.
