Dünya çapında internet hizmetlerine yönelik artan ihtiyacı karşılamak için binlerce uydu “mega takımyıldızlara” yerleştirildi ve çok daha fazlasının yakında fırlatılması planlanıyor. Bununla birlikte, bu kompakt uyduların kısa bir çalışma ömrü vardır ve yeniden girişte parçalandıklarında ozon tabakasına zarar verebilecek kirletici maddeler yaydıkları bilinmektedir. Jeofizik Araştırma Mektupları’nda yayınlanan yakın tarihli bir çalışma, ilk kez bu kirliliğin boyutunu ölçtü. Kredi: SpaceX/kamu malı
İnternet sağlayan uydular (şu anda binlercesi fırlatılıyor) hizmet ömrünün sonuna ulaştığında, bunların Dünya atmosferinde yakılmasından arta kalanlar, stratosferik ozonu tüketen kimyasal reaksiyonları başlatacak.
Eski uydular Dünya atmosferine yeniden girip parçalandığında, Dünya’nın ozon tabakasını aşındıran küçük alüminyum oksit parçacıkları serbest bırakırlar. Yakın zamanda yapılan bir araştırma, bu parçacıkların varlığının 2016’dan 2022’ye kadar sekiz kat arttığını ve alçak Dünya yörüngesindeki uyduların sayısının artmasıyla birlikte artmaya devam etmesinin beklendiğini ortaya koyuyor.
1987 Montreal Protokolü, ozon tabakasını korumak için ozona zarar veren CFC’leri başarıyla düzenledi ve Antarktika üzerindeki ozon deliğini daralttı. iyileşme bekleniyor önümüzdeki elli yıl içinde. Ancak alüminyum oksitlerdeki beklenmedik artış, önümüzdeki yıllarda ozon geri kazanımında kaydedilen ilerlemeyi sekteye uğratabilir.
arasında 8.100 nesne alçak Dünya yörüngesindeki 6.000 adet Starlink uydusu son birkaç yılda fırlatıldı. Küresel internet kapsamına olan talep, küçük iletişim uydu sürülerinin fırlatılmasında hızlı bir artışa neden oluyor. SpaceX 12.000 Starlink uydusu daha fırlatma iznine sahip olan ve 42.000’e kadar planlanmış uyduyu fırlatma iznine sahip olan bu kuruluşta en önde yer alıyor. Amazon Araştırmanın yazarları, ve dünya çapındaki diğer şirketlerin de 3.000 ila 13.000 uydu arasında değişen takımyıldızları planladıklarını söyledi.
Alçak Dünya yörüngesindeki İnternet uydularının ömrü yaklaşık beş yıl kadar kısadır. Şirketler daha sonra internet hizmetini sürdürmek, planlı eskime ve plansız kirlilik döngüsünü sürdürmek için yedek uydular fırlatmalı.
Alüminyum oksitler, Dünya’yı zararlı UV radyasyonundan koruyan stratosferik ozonu yok eden kimyasal reaksiyonları tetikler. Oksitler ozon molekülleri ile kimyasal olarak reaksiyona girmez, bunun yerine ozon ve klor arasında ozon tabakasını tüketen yıkıcı reaksiyonları tetikler. Alüminyum oksitler bu kimyasal reaksiyonlar tarafından tüketilmediğinden, stratosfer boyunca sürüklenirken on yıllar boyunca ozon molekülü üzerine molekülü yok etmeye devam edebilirler.
Ancak uyduların üst atmosfere düşüp yanmasıyla oluşan kirleticilere henüz çok az dikkat ediliyor. Uydu kirliliğine ilişkin daha önceki çalışmalar büyük ölçüde bir fırlatma aracının uzaya fırlatılmasının roket yakıtının salınması gibi sonuçlarına odaklanmıştı. Yazarlar, Güney Kaliforniya Üniversitesi Viterbi Mühendislik Okulu’ndan bir araştırma ekibi tarafından yapılan yeni çalışmanın, üst atmosferdeki bu uzun ömürlü kirliliğin boyutuna ilişkin ilk gerçekçi tahmin olduğunu söyledi.
Güney Kaliforniya Üniversitesi’nde astronotik alanında araştırmacı ve yeni çalışmanın ilgili yazarı Joseph Wang, “İnsanlar ancak son yıllarda bunun bir sorun olabileceğini düşünmeye başladı” dedi. “Bu gerçeklerin ne anlama gelebileceğini inceleyen ilk ekiplerden biriydik.”
Çalışma açık erişimli AGU dergisinde yayınlandı Jeofizik Araştırma MektuplarıTüm Dünya ve uzay bilimlerini kapsayan, anında etkileri olan yüksek etkili, kısa formatlı raporlar yayınlayan.
Uyku Tehdidi
Yanan bir uzay aracından veri toplamak fiilen imkansız olduğundan, önceki çalışmalarda potansiyel kirliliği tahmin etmek için mikrometeoroidlerin analizleri kullanıldı. Ancak mikrometeoroidler, çoğu uydunun kütlesinin %15 ila %40’ını oluşturan metal olan çok az alüminyum içerdiğinden, bu tahminler yeni “sürü” uydular için pek geçerli değildi.
Uyduların yeniden girişinden kaynaklanan kirliliğin daha doğru bir resmini elde etmek için araştırmacılar, moleküler ve atomik seviyelerde etkileşime girdikçe uydu malzemelerinin kimyasal bileşimini ve içindeki bağları modellediler. Sonuçlar araştırmacılara malzemenin farklı enerji girdileriyle nasıl değiştiğine dair bir anlayış kazandırdı.
Araştırmacılar, 2022’de uydulara yeniden girilmesinin atmosferdeki alüminyumu doğal seviyelere göre %29,5 artırdığını buldu. Modelleme, kütlesinin %30’u alüminyum olan 250 kilogramlık (550 pound) tipik bir uydunun, yeniden giriş dalışı sırasında yaklaşık 30 kilogram (66 pound) alüminyum oksit nanopartikülleri (1-100 nanometre boyutunda) üreteceğini gösterdi. Bu parçacıkların çoğu, Dünya yüzeyinden 50-85 kilometre (30-50 mil) yüksekte, mezosferde yaratılır.
Ekip daha sonra parçacık boyutuna bağlı olarak alüminyum oksitlerin Dünya’daki ozonun %90’ının bulunduğu stratosferik yüksekliklere inmesinin 30 yıla kadar süreceğini hesapladı.
Araştırmacılar, şu anda planlanan uydu takımyıldızları tamamlandığında her yıl 912 metrik ton alüminyumun (1.005 ABD tonu) Dünya’ya düşeceğini tahmin ediyor. Bu, atmosfere yılda yaklaşık 360 metrik ton (397 ABD tonu) alüminyum oksit salacak; bu, doğal seviyelere göre %646’lık bir artış.
Referans: José P. Ferreira, Ziyu Huang, Ken-ichi Nomura ve Joseph Wang, 11 Haziran 2024, “Mega Takımyıldızlar Çağında Atmosfere Yeniden Giriş Sırasında Uydu Ölümünden Kaynaklanan Potansiyel Ozon Tüketimi”, Jeofizik Araştırma Mektupları.
DOI: 10.1029/2024GL109280
Bu çalışma tarafından finanse edildi NASA.