Ha tovább nő a műholdak száma, megsemmisülhet a Földet védő ózonréteg

A sztratoszférában körülbelül 10-50 km magasságban található ózonréteg fontos szerepet játszik a Föld ökoszisztémájának védelmében azáltal, hogy elnyeli a nap káros ultraibolya sugarait. A legújabb kutatások azonban rávilágítanak arra, hogy az alacsony földi pályán keringő számtalan műhold újra tönkreteheti az ózonréteget.

Amikor ugyanis elérik életciklusuk végét, tüzes haláluk melléktermékei a Föld légkörében olyan kémiai reakciókat katalizálnak, amelyek elpusztítják a sztratoszférikus ózonréteget.

A réteg megtartása nagyon fontos a bolygó védelmében. Még a 20. században felismerték, hogy a hűtőkben és a nyomtatott áramköri lapokhoz használt klórtartalmú vegyületek tönkreteszik az ózonréteget. Ezek megszüntetése-csökkentése komoly társadalmi feladattá vált. Az elmúlt években pedig az ózonréteg a gázok kibocsátására vonatkozó szigorú előírások miatt a Montréali Jegyzőkönyv szerint kezdett helyreállni. (A jegyzőkönyv az ENSZ Környezetvédelmi Programja által gondozott nemzetközi egyezmény, amely az ózont bontó halogénezett szénhidrogén-származékok kibocsátásának korlátozására jött létre.)

A Dél-Kaliforniai Egyetem kutatócsoportjának új tanulmányából azonban kiderül, hogy a gyorsan növekvő számú, alacsony földi pályán lévő műholdak idővel tönkretehetik az ózonréteget.

A tudósokat különösen aggasztja, hogy a globális internetes lefedettség iránti kereslet miatt egyre több kommunikációs műholdat bocsátanak fel.

Az alacsony Föld körüli pályán keringő körülbelül 8 ezer műhold közül körülbelül 6 ezret a SpaceX indított útjára az elmúlt néhány évben a Starlink nevű műholdas internetszolgáltatásának működtetésére. Már engedélyt kaptak 12 ezer Starlink műhold indítására, és azt tervezik, hogy összesen 42 ezret küldenek fel. Más technológiai óriások, például az Amazon, 3000 és 13 000 közötti számú műhold telepítését tervezik.

Ezeknek a mesterséges égitesteknek alacsony pályájuk miatt rövid, körülbelül öt év az élettartamuk, és a vállalatoknak folyamatosan kell újabb és újabb műholdakat indítaniuk, hogy a szolgáltatást működtetni tudják. Mikor egy műhold eléri hasznos élettartamának végét, belép a Föld légkörébe, és elég, majd szétszórja megmaradt szennyező anyagait a légkörben. A mesterséges égitestek szennyezéségével kapcsolatos eddigi kutatások leginkább az indítás során keletkező rakéta-üzemanyagra összpontosítottak, és kevés figyelmet fordítottak a műhold kiégésekor felszabaduló szennyező anyagokra.

A kutatócsoport elemezte a műholdat alkotó anyagok kémiai összetételét és kötéseit, hogy milyen szennyeződés keletkezik a légkörbe való visszatérésükkor. Azt találták, hogy amikor egy tipikus 250 kg-os műhold, amely 30%-ban alumíniumból készült, a légkörbe visszatére körülbelül 30 kg alumínium-oxid nanorészecskét éget el. Becslések szerint az alumínium-oxid nanorészecskék többsége a mezoszférában, a földfelszíntől 50-85 km-re marad, és akár 30 évbe is telhet, míg eléri a sztratoszférát, ahol az ózonréteg 90%-a található.

Ha az összes tervezett műholdat telepítik, a mennyiség eléri majd az évi 360 tonnát, ami a természetes szinthez képest 646%-kal növeli az alumínium-oxid mennyiségét a légkörben.

Bár az alumínium-oxid maga nem lép kémiai reakcióba az ózonmolekulákkal, pusztító reakciót vált ki az ózon és a klór kölcsönhatásában. Mivel ezek a kémiai reakciók nem fogyasztják el az alumínium-oxidot, évtizedekig továbbra is pusztíthatják a sztratoszférában lebegő ózonmolekulákat. A kutatócsoport arra figyelmeztet, hogy a műholdak számának növekedése rendkívüli ózonréteg-romlást okoz.

A Föld atmoszférájában lévő ózonréteg nyeli el a Nap káros ultraibolya sugárzását, ami pedig bőrrákot okozhat, megzavarhatja a terméshozamot és az élelmiszer termelést.