Космический мусор через 100 лет может лишить Землю части солнечного света

Российские учёные впервые количественно оценили влияние микроскопических фрагментов космического мусора на поток солнечного света, который идёт к Земле. Выяснилось, что сейчас мелкий техногенный сор на орбите почти не имеет значения, но если темпы накопления сохранятся, то через 80–100 лет затемнение может возрасти в тысячи раз. Исследователи предупреждают: в будущем это способно затронуть климатические процессы и живые экосистемы, поэтому правила использования спутниковых группировок нужно пересматривать уже сегодня, сообщают «Известия».

Исследование влияния космического мусора на климат

Сотрудники Научно‑исследовательского испытательного центра Центрального научно‑исследовательского института Воздушно‑космических сил Минобороны и Института динамики геосфер РАН пришли к выводу, что космический мусор — обломки старых спутников и разгонных блоков — в перспективе станет проблемой не только для астрономов и космонавтов, но и для климатологов. Учёные провели расчёты для диапазона длин волн от ультрафиолетового до инфракрасного излучения, которое сильно влияет на состояние ионосферы и климат планеты.

Прогнозы учёных: динамика затемнения

Ведущий научный сотрудник лаборатории электродинамических процессов в геофизике ИДГ РАН Станислав Козлов рассказал, что сейчас мусор в космосе мешает орбитальным станциям и наземным телескопам, однако в будущем этот фактор может привести к негативным экологическим последствиям.

В настоящее время обломки спутников затемняют одну стомиллионную излучения Солнца, направленного к Земле, что несущественно. Но если темпы развития космических группировок сохранятся, то через 50 лет доля света, который не доходит до планеты, может составить примерно одну миллионную.

Он добавил, что в последние годы накопление мусора ускоряется экспоненциально, и при сохранении такой тенденции через 80–100 лет количество солнечной энергии, получаемой планетой, может снизиться ещё на три порядка. Это способно спровоцировать череду климатических эффектов: уменьшение притока солнечной энергии изменит циркуляцию атмосферных масс и снизит интенсивность испарения воды, что повлияет на режим осадков и сделает климат экстремальным — с ростом числа засух и ураганов.

«Синдром Кесслера» и оценка рисков

Старший научный сотрудник лаборатории моделирования геофизических процессов ИДГ РАН Марина Кузьмичева объяснила, что основное влияние оказывают многочисленные мелкие частицы, которые образуются при столкновениях и разрушениях техники на орбите. Чем больше объектов в космосе, тем выше вероятность аварий, в которых крупные фрагменты дробятся на десятки и сотни новых — этот процесс известен как «синдром Кесслера».

По её словам, многие факторы сложно учесть, что мешает точному прогнозу загрязнения космоса на отдалённую перспективу. Тем не менее полученная модель применима для оценки экологической «пропускной способности» околоземного пространства: с её помощью можно рассчитать, сколько мусора допустимо, прежде чем начнутся необратимые изменения. Эти данные полезны международным организациям, например Комитету ООН по использованию космического пространства, для выработки предупреждающих мер.

Возможные последствия и пути решения

Доцент департамента экологической безопасности и менеджмента качества продукции Института экологии РУДН Татьяна Ледащева отметила, что если ослабление света составит 0,1 % и выше, это теоретически повлияет на тепловой баланс Земли из‑за ослабления инфракрасного излучения, на ионосферу и распространение радиоволн из‑за ультрафиолета, а также на эффективность солнечной энергетики и фотосинтез.

Однако любое моделирование строится на упрощениях: например, авторы принимают сферическую форму частиц мусора, хотя реальные обломки имеют неправильную геометрию, но для первоначальной разработки это нормально. На следующем этапе полученные данные можно объединить с климатическими моделями, чтобы перейти к прогнозу экологических последствий и выработке мер по снижению рисков.

Эксперт пояснила, что для борьбы с космическим мусором предлагают два подхода: активный (ловить и уводить крупные объекты сетями, гарпунами, лазерами или ионными пучками) и профилактический (проектировать спутники так, чтобы они сами сходили с орбиты).

Роль естественных процессов и текущие ограничения

Научный сотрудник Института прикладной геофизики РАН Сергей Николайшвили заметил, что изменение интенсивности солнечного излучения может повлиять на фотохимические процессы в атмосфере, от которых зависит существование озонового слоя. С точки зрения ослабления излучения существенна именно концентрация частиц, а их состав, форма и размер не принципиальны. Вместе с тем сделанные оценки носят приблизительный характер, поскольку необходимые данные учёные получают только с освоенных орбит.

Перспективы и выводы

Старший научный сотрудник Института солнечно‑земной физики СО РАН, директор Астрономической обсерватории Иркутского государственного университета Сергей Язев уточнил, что авторы исследования применили две математические модели — американскую и европейскую. Сделанные оценки говорят о том, что пока фактором затемнения от космического мусора можно пренебречь: частицы пыли, вулканического пепла и другие аэрозоли в атмосфере Земли вместе с облачностью изменяют поток солнечного излучения, которое падает на Землю, на десятки процентов.

По словам учёного, эффективных технологий очистки околоземного пространства от техногенного загрязнения сегодня не существует. Такие проекты пока не получили широкого развития, поскольку требуют значительных затрат, а потенциальный ущерб от проблемы оценивается как ограниченный.

Вместе с тем на низких орбитах значительная часть мелких частиц со временем теряет высоту и сгорает в атмосфере, то есть естественные процессы сегодня справляются с очисткой ближнего космоса эффективнее человека. Эксперт отметил, что в целом речь идёт о проблеме, которая станет актуальной через поколение, но задумываться о способах её решения необходимо уже сейчас.