Новое исследованиепредполагает, что расширение спутниковых «мегасозвездий» может нарушить магнитную защиту Земли14.03.2024 09:15

«Космическая пыль», которую оставляют сгорающие в атмосфере Земли спутники, может ослабить магнитное поле планеты, утверждает новая спорная статья. В худшем случае, развитие коммерческих спутниковых «мегасозвездий», таких как Starlink от SpaceX, может привести к генерации достаточного количества магнитной пыли, что в два раза ослабит защитный щит Земли. Это потенциально может привести к спутниковым катастрофам и «разрушению атмосферы».

Другие исследователи скептически относятся к утверждениям статьи, однако все они признают необходимость количественной оценки проблемы. Частные спутники, находящиеся на орбите в настоящее время, становятся серьёзной проблемой для астрономов из-за склонности мешать космическим наблюдениям и препятствовать работе радиотелескопов, а также из-за повышенного риска столкновения с другими космическими аппаратами. Однако реальная угроза, которую они представляют, может возникнуть после завершения их срока службы.

По окончании миссии, спутники сходят с орбиты и сгорают в атмосфере Земли. Однако, при сгорании, они загрязняют верхние слои атмосферы металлическими частицами.

В новой теоретической статье докторантка Сьерра Солтер-Хант из Исландского университета предполагает, что эта атмосферная пыль от спутников может быть опасна для магнитосферы — части магнитного поля Земли, которая защищает атмосферу от солнечной радиации.

Автор работы обеспокоена тем, что если мегагруппировки спутников будут развиваться согласно плану, то количество пыли, которую они произведут, может создать «магнитный щит», который ограничит досягаемость магнитосферы. В настоящее время невозможно оценить количество спутниковой пыли в атмосфере, но исходя из количества космического мусора, уже сгоревшего при входе в атмосферу, количество металлических частиц в небе увеличится в миллион раз с начала космической эры, отмечает Солтер-Хант.

По её оценкам, в ближайшие десятилетия на орбите вокруг Земли может находиться от 500 000 до 1 000 000 частных спутников. По истечении срока их службы, количество космической пыли в атмосфере может увеличиться в миллиарды раз по сравнению с нынешним уровнем. В настоящее время неизвестно, как именно распространится вся эта космическая пыль, но Солтер-Хант полагает, что она, вероятно, осядет в верхней части ионосферы — слое атмосферы на высоте от 80 до 644 километров над Землёй и может остаться там.

Образование космической пыли может создать «электрическую сеть вокруг нашей планеты» со значительным электрическим зарядом. В случае реализации такого сценария магнитосфера, которая обычно простирается почти до 2000 километров, будет «искажена под проводящим материалом», ограничивая её охват верхней ионосферой. Под действием пониженного магнитного поля спутники могут столкнуться с высокими уровнями радиации и солнечных бурь, что может сбить их с курса.

Даже если магнитосфера не будет ограничена, повышенный уровень пыли от спутников может затруднить запуск новых спутников и других космических аппаратов, считает Солтер-Хант. Это связано с тем, что магнитные частицы могут помешать работе бортовой электроники. В худшем сценарии повышенные уровни радиации, которые бомбардируют верхнюю ионосферу, могут начать сжимать внешние границы нашей атмосферы — это явление, известное как «разрыв атмосферы», происходит на таких планетах, как Марс и Меркурий. Однако для реализации этого «крайнего случая» потребуются столетия, если не тысячелетия, добавляет автор исследования.

Предыдущие исследования показали, что некоторые из таких загрязнений, особенно глинозём (оксид алюминия), могут разрушать атмосферный озон, что потенциально увеличит размеры озоновых дыр над полярными регионами Земли. Магнитосфера также может претерпеть изменения, вызванные повышенным уровнем загрязнения, что повлияет на работу научных исследований и спутниковой связи.

Некоторые исследователи высоко оценили новую статью за то, что она раскрыла скрытые потенциальные проблемы, связанные с пылью на космических кораблях. Астроном Саманта Лоулер из Университета Реджайны в Канаде отметила, что эта работа представляет собой значимый шаг и подчёркивает, что огромное количество пыли от спутников действительно может оказывать влияние на атмосферу. Последствия такого загрязнения могут быть гораздо более серьёзными, чем привыкли считать.

Тем не менее, другие эксперты считают, что сценарии, представленные Солтер-Хант, слишком умозрительны или основаны на ошибочных предположениях. Планетолог и эксперт в исследованиях магнитосферы Джон Тардуно из Университета Рочестера в Нью-Йорке заявил, что даже при рассматриваемой плотности пыли маловероятно наличие сплошной проводящей оболочки, аналогичной магнитному щиту. Он добавил, что некоторые из предположений в статье слишком просты и, вероятно, неверны.

«В частности, никто не исследовал, как пыль от космических аппаратов будет оседать в атмосфере, как долго она будет держаться и насколько проводящей она будет. Поэтому нет доказательств, что магнитное экранирование возможно», — отметила докторантка Хосе Феррейра из Университета Южной Калифорнии, которая также исследует загрязнение космической пылью.

Специалист по космической этике Фиона Томпсон, научный сотрудник Университета Дарем в Англии, сообщила, что число потенциальных спутников, вращающихся вокруг Земли в будущем, представляется преувеличенным, так как многие заявленные запуски спутников не осуществляются. Она отметила, что эта статья является интересным мысленным экспериментом, но без ясного описания того, как спутниковая пыль вызовет описанные проблемы, её нельзя принимать как неизбежное будущее.

Солтер-Хант принимает критику исследователей. Однако, учитывая неизбежное увеличение количества запусков спутников, она захотела поделиться своими теориями с научным сообществом. Она добавила, что статья может быть частично ошибочна, но она опубликовала исследование, чтобы каждый мог увидеть его и обсудить.

Все эксперты, несмотря на свои сомнения по поводу этой статьи, согласны с тем, что необходимы дополнительные исследования для изучения возможных последствий загрязнения атмосферы металлами.

©  iXBT