Nadšenie z novej éry kozmických letov, poháňané víziami vesmírnej turistiky, návratmi na Mesiac či výpravami na Mars, má aj tienistú stránku. Podľa novej štúdie Národného úradu pre oceán a atmosféru (NOAA) môže prudký nárast počtu štartov rakiet významne narušiť ozónovú vrstvu Zeme. Tá nás chráni pred škodlivým ultrafialovým (UV) žiarením, ktoré zvyšuje riziko rakoviny kože, oslabuje imunitu a ohrozuje poľnohospodárstvo aj ekosystémy.
Raketové motory spaľujúce petrolej – palivo, ktoré využíva veľká časť komerčných raketových štartov – vypúšťajú do stratosféry čierny uhlík, teda sadze. Tento jemný aerosol sa dostáva priamo do výšok, kde sa nachádza ozónová vrstva, a tam spôsobuje otepľovanie a zmenu cirkulačných vzorcov v atmosfére.
Podľa výskumu publikovaného v časopise Journal of Geophysical Research: Atmospheres by desaťnásobné zvýšenie počtu štartov petrolejových rakiet – čo je pri aktuálnom trende realistický scenár na najbližších 20 rokov – viedlo k citeľnému narušeniu ozónu a ovplyvnilo by aj globálnu cirkuláciu vzduchu. Téme sa venoval portál NOAA.
„Musíme lepšie porozumieť tomu, aký vplyv majú spaľovacie motory na báze uhľovodíkov na stratosféru a povrchovú klímu Zeme,“ uviedol hlavný autor štúdie Christopher Maloney z NOAA. „Ďalší výskum nám pomôže presnejšie vyhodnotiť, ktoré typy rakiet sú z hľadiska dopadov na klímu a ozón horšie.“
Trojnásobný nárast štartov a tisícky ton sadzí
Počet raketových štartov sa za posledné desaťročia viac než strojnásobil a očakáva sa, že bude ďalej rásť. Rakety sú pritom jediným zdrojom ľudských emisií aerosólov nad troposférou, teda vo vrstvách atmosféry, ktoré sa začínajú približne 8 až 16 kilometrov nad zemským povrchom.
Výskumný tím simuloval scenár, v ktorom sa každý rok do stratosféry na severnej pologuli dostane približne 10 000 ton sadzí – oproti súčasným odhadovaným 1 000 tonám. Hoci presné emisie sadzí jednotlivých raketových motorov ešte nie sú úplne známe, modely ukázali znepokojujúce výsledky.
Stratosférické teploty by sa v dôsledku tohto znečistenia zvýšili o 0,5 až 2 °C, čo by spomalilo subtropické prúdové prúdy až o 3,5 % a oslabilo vertikálnu cirkuláciu vo vyšších vrstvách atmosféry. Tieto zmeny by sa následne premietli aj do úbytku ozónu.
„Úbytok ozónu sme zaznamenali vo všetkých oblastiach severne od 30. rovnobežky – teda zhruba od šírky Houstonu – počas väčšiny roka,“ dopĺňa výskumník Robert Portmann. Najväčší pokles – až o 4 % – nastal v júni nad Severným pólom.
Čím viac štartov, tým väčší problém
Okrem základného scenára vedci modelovali aj extrémnejšie varianty s emisiami 30 000 a 100 000 ton sadzí ročne. Výsledky ukázali, že už relatívne malé množstvá čierneho uhlíka majú výrazný vplyv na atmosféru. Pri vyšších objemoch znečistenia boli dopady ešte závažnejšie – nielen na ozón, ale aj na cirkuláciu a celkovú klímu.
Štúdia nadväzuje na predchádzajúce práce tímu. Už v roku 2010 upozornil vedec Martin Ross z The Aerospace Corporation, že raketové sadze by mohli mať klimatický efekt. O sedem rokov neskôr NOAA publikovala výskum o emisiách vodnej pary z vodíkových rakiet, ktoré sa považujú za ekologickejšiu alternatívu.
„Naše výsledky ukazujú, že sadze emitované raketami na kvapalné palivo majú významný vplyv na ozónovú vrstvu,“ zdôrazňuje Ross. „To mení doterajší pohľad, podľa ktorého boli hlavnou hrozbou pre ozón rakety s tuhou pohonnou látkou. Ukazuje sa, že skutočný problém sú pevné častice.“
Kam ďalej?
Hoci ide zatiaľ len o prvý krok pri skúmaní dopadov zvyšujúcej sa vesmírnej aktivity na horné vrstvy atmosféry, vedci zdôrazňujú, že je nevyhnutné analyzovať emisie všetkých typov rakiet – od petrolejových po vodíkové.
Ďalšou, zatiaľ málo preskúmanou, oblasťou sú častice vznikajúce pri zhorení družíc pri ich návrate do atmosféry. Aj tieto môžu prispievať k znečisteniu stratosféry.
Štúdia vznikla v rámci iniciatívy NOAA Earth’s Radiation Budget a podčiarkuje naliehavosť výskumu ekologických dopadov rastúceho vesmírneho priemyslu. Lebo kým ľudstvo sníva o Marsu, Zem zostáva naším jediným skutočným domovom – a jej atmosféru si nemôžeme dovoliť ohroziť.
