Активное развитие космической индустрии, связанное с ростом экономической активности в околоземном пространстве, приводит к истощению озонового слоя, предупреждают исследователи. Если ситуация не изменится, к середине века последствия могут стать необратимыми, включая южные регионы России. Специалисты предлагают ряд мер для защиты озонового слоя, в том числе ограничение использования хлорсодержащих ракетных топлив и введение квот на запуски. Однако эксперты опасаются, что США могут использовать эти ограничения для подавления конкуренции в космической отрасли.

Основные угрозы для озонового слоя

Прогресс в освоении космоса может нанести серьезный ущерб озоновому слою — естественному щиту Земли, предохраняющему все живое от вредного ультрафиолетового излучения. К такому заключению пришла международная группа ученых из Санкт-Петербургского университета совместно с исследователями из США, Новой Зеландии, Швейцарии и Испании, проанализировав влияние ракетных запусков на озоносферу.

Как отмечают специалисты, в последнее время на орбите значительно увеличилось количество спутниковых систем, обеспечивающих интернет, навигацию, мониторинг Земли и другие услуги. Эти системы состоят из тысяч аппаратов, работающих на высотах от 250 до 600 км. Для поддержания их функциональности требуется регулярное обновление, что приводит к частым пускам ракет. В результате стратосфера подвергается беспрецедентной нагрузке.

— Продукты сгорания ракетного топлива, включая газы и твердые частицы, обладают высокой химической активностью и способны разрушать озоновый слой. Это происходит не только во время запуска, но и при возвращении космических аппаратов в атмосферу, — пояснил «Известиям» соавтор исследования, руководитель Лаборатории исследований озонового слоя СПбГУ Евгений Розанов.

Все виды ракетного топлива оказывают влияние на озоновый слой, уточнил эксперт. Например, при сжигании керосина выделяются углекислый газ, водяной пар, оксиды азота и сажа. А твердые топлива дополнительно образуют частицы оксида алюминия и хлороводорода, который быстро преобразуется в активный хлор.

Наибольшую опасность представляют соединения хлора и азота, напрямую разрушающие озон в результате химических реакций, подчеркивают ученые. Водяной пар способствует образованию агрессивных соединений, а частицы оксида алюминия ускоряют эти процессы.

Особую тревогу вызывают вещества, выделяющиеся при сходе космических аппаратов с орбиты. В верхних слоях атмосферы происходит сдувание частиц оксида алюминия с поверхностей объектов. По оценкам, в стратосфере может ежегодно накапливаться от 0,2 до 5 тыс. тонн этих веществ.

География потенциального риска

— Для оценки влияния ракетно-космической деятельности на озоновый слой мы рассмотрели два сценария до 2030 года — оптимистичный и пессимистичный. В первом случае предполагается по 2040 запусков ежегодно с интервалом 72 часа на каждом из 17 космодромов. Во втором — 884 запуска в год (по одному в неделю), — объяснил Евгений Розанов.

Он отметил, что естественное восстановление озонового слоя составляет 1–3% за десятилетие. Однако при консервативном сценарии ежегодные потери составят 0,17%, а при интенсивном — 0,29%. Текущие темпы лицензирования запусков указывают на то, что реальные показатели могут значительно превысить минимальные прогнозы.

Самые серьезные потери озона (до 4%) ожидаются в высоких широтах южного полушария — над Новой Зеландией и Южной Америкой. Если тенденция сохранится, к 2050 году в этих регионах произойдут необратимые изменения. В дальнейшем проблема может распространиться и на Северное полушарие, включая южные территории России.

Полностью отказаться от ракетных запусков невозможно, так как они необходимы для технологического прогресса и освоения космоса. Однако можно минимизировать их воздействие, сократив использование твердых топлив с хлором, считает Розанов. Другой возможной мерой является введение регулирования и квот на запуски.

Влияние спутниковых систем Starlink

— Запуски ракет Falcon-9 компании SpaceX действительно воздействуют на озоновый слой, прежде всего за счет выбросов оксидов азота и металлических частиц. Топливо для Starship — метан — считается относительно экологичным, так как при сгорании образует воду и углекислый газ. Однако на высотах свыше 90 км даже эти вещества могут влиять на химические процессы, особенно при частых запусках, — прокомментировал эксперт космонавтики Николас Оксман.

Он добавил, что озоновый слой обладает способностью к самовосстановлению под действием солнечного света. Современные объемы запусков не приведут к катастрофе, но тревогу вызывает перспектива резкого увеличения количества стартов и сгорания тысяч спутников. Пока влияние Starship носит локальный характер, но реализация марсианской программы Илона Маска может создать серьезные проблемы.

— Ученые провели аналогию с ситуацией 1970–1980-х годов, когда массовое применение фреонов привело к резкому истончению озонового слоя. Кризис удалось преодолеть благодаря Монреальскому протоколу 1987 года, объединившему мировое сообщество для поэтапного отказа от опасных веществ. Сегодня ракетные запуски могут замедлить процесс восстановления, — отметил старший научный сотрудник ИКИ РАН Игорь Угольников.

Ведущий научный сотрудник ИСЗФ СО РАН Юрий Ясюкевич подчеркнул, что даже малые концентрации химических примесей в верхних слоях атмосферы способны изменить ее фотохимический баланс, что может иметь непредсказуемые последствия.

— Исследование основано на российской фотохимической модели атмосферы «Сокол». Авторы делают очевидный вывод: космическая деятельность влияет на состав атмосферы в глобальном масштабе. Пока эти изменения незначительны (единицы процентов), но при росте числа запусков через несколько десятилетий эффект может стать ощутимым, — считает Александр Родин из МФТИ.

Он предположил, что в ближайшие годы может ужесточиться международное регулирование, включая ограничения на состав ракетного топлива. Однако США могут использовать экологические инициативы как инструмент для сохранения лидерства в космической отрасли и ограничения доступа конкурентов на рынок, заключил эксперт.