A légkör szennyeződése miatt a légkör állapota romlik, ami közvetlenül befolyásolja a műholdak működését is.

Az MIT repülőgép- és űrmérnökei legújabb kutatásuk során felfedezték, hogy a károsanyag-kibocsátás jelentős hatással van a Föld körüli űrkörnyezetre. E változások következményeként a jövőben egyre nehezebbé válik a műholdak biztonságos üzemeltetése a bolygó körül – állítja az EurekAlert.

A kutatók a Nature Sustainability című tudományos folyóiratban közzétett tanulmányukban arra figyelmeztetnek, hogy a szén-dioxid és más üvegházhatású gázok kibocsátása a felső légkör zsugorodását idézheti elő. Ez különösen aggasztó a termoszféra szempontjából, amely a mezoszféra és az exoszféra között helyezkedik el, 85 km-től körülbelül 500 km magasságig terjedve. E magasságban található a legtöbb műhold, valamint a Nemzetközi Űrállomás is. Amikor a termoszféra sűrűsége csökken, a légköri ellenállás is mérséklődik, ami azt eredményezi, hogy a régi műholdak és az űrszemét-darabok közelebb kerülnek a Földhöz, ugyanakkor hosszabb ideig maradnak a légkörben, mielőtt elégnek. Ennek következményeként az űrszemét élettartama megnő, évtizedeken át szennyezve a műholdak működési területeit, és fokozva az ütközések kockázatát az űrben.

A kutatócsoport különböző szimulációkat hajtott végre annak érdekében, hogy feltérképezze, miként hat a szén-dioxid-kibocsátás a felső légkörre és a pályák dinamikájára. Ezen modellek alapján arra a megállapításra jutottak, hogy 2100-ra a legnagyobb népsűrűségű területek teherbíró képessége 50-66 százalékkal csökkenhet az üvegházhatású gázok következtében.

"A légkörünk rendkívül sérülékeny helyzetben van, hiszen a klímaváltozás folyamatosan zavarja a stabil állapotokat" - nyilatkozta William Parker, a tanulmány vezető szerzője. "Eközben a felbocsátott műholdak száma drámaian megnövekedett, különösen a szélessávú internet szolgáltatását támogató műholdak miatt. Ha nem figyelünk oda erre a tevékenységre, és nem dolgozunk a károsanyag-kibocsátás csökkentésén, a pályák túlzsúfolttá válhatnak, ami számos ütközést és törmelék keletkezését eredményezheti."

A termoszféra egyékbént egy 11 éves ciklusban természetes módon összehúzódik és tágul, válaszul a Nap aktivitási ciklusára. Ha az aktivitás alacsony, a Földet kevesebb sugárzás éri, a külső légkör átmenetileg lehűl és összehúzódik. A naptevékenység maximuma idején ismét tágul. Az 1990-es években modellezések kimutatták, hogy míg az üvegházhatású gázok a légkör alsóbb rétegeiben megtartják a hőt, a magasabb rétegeket hűtik, többek között a termoszférát is.

Az utóbbi tíz év során a kutatók képesek voltak nyomon követni a műholdak légellenállásának változásait, ami újabb bizonyítékot nyújt arra, hogy a termoszféra nem csupán a naptevékenység 11 éves ciklusára válaszol.

„Az ég szó szerint összeomlik, évtizedes távlatban” – fogalmazott Parker. „Ezt a jelenséget a műholdjaink légellenállásának változásaiból tudjuk megfigyelni.”

Az MIT csapata arra volt kíváncsi, hogy mindez hogyan befolyásolja a Föld körüli pályán keringő műholdakat. Ma több mint 10 ezer ilyen eszköz működik a bolygó körül, alacsony Föld körüli pályán, ami a Föld felszínétől maximum 2000 kilométeres távolságot takar. Ezek a műholdak alapvető, fontos szolgáltatásokat nyújtanak, például internetet, navigációt vagy időjárás-előrejelzést.

"Több műholdat bocsátottak fel az elmúlt öt évben, mint az azt megelőző 60 évben összesen" - mondta Parker.

A kutatók megállapították, hogy az Éghajlatváltozási Kormányközi Testület (IPCC) által közzétett klímaforgatókönyvek közül azok, amelyek a kibocsátások folyamatos emelkedésével számolnak, drámaian csökkentik az alacsony Föld körüli pálya kapacitását.

A csapat előrejelzése szerint a 21. század végére a 200 és 1000 kilométeres magasságban üzemelő műholdak száma 50-66 százalékkal csökkenhet, amennyiben a kibocsátási szint a 2000-es évek állapotához hasonlóan alakul.

Bár az előrejelzésük 2100-ra vonatkozik, a kutatók szerint bizonyos légköri magasságok már most is túltelítődtek, különösen az olyan közelmúltban felbocsátott megakonstellációk miatt, mint a SpaceX Starlinkje.

"A légkörre támaszkodunk a törmelékek eltakarításához" - mondta Parker, arra utalva, hogy az ilyen űrszemét gyakran elég a légkörben. "Ha a légkör változik, akkor a törmelékkörnyezet is megváltozik. A kutatásunk megmutatja, hogy a Föld körül keringő törmelékekkel kapcsolatos hosszú távú kilátások kritikusan függenek az üvegházhatású gázok kibocsátásától."