چرا افزایش پرتاب‌های فضایی می‌تواند به تأخیر در ترمیم سپر حفاظتی زمین منجر شود؟

خلاصه داستان

پژوهشی جدید نشان می‌دهد که افزایش چشمگیر در تعداد پرتاب‌های فضایی ممکن است ترمیم تدریجی لایه اُزون را با تاخیر مواجه کند. این مطالعه که توسط تیمی بین‌المللی به رهبری لورا روِل از دانشگاه کانتربری و با همکاری سندرو واتیونی در مؤسسه فناوری زوریخ (ETH Zurich) انجام شده، هشدار می‌دهد که آلاینده‌های ناشی از پرتاب موشک‌ها و بقایای ماهواره‌ها می‌توانند روند احیای لایه اُزون را که از زمان ممنوعیت کلروفلوئوروکربن‌ها (CFCs) آغاز شده بود، سال‌ها یا حتی دهه‌ها به عقب بیندازند.

چرا این موضوع اهمیت دارد؟

لایه اُزون یکی از حیاتی‌ترین سپرهای حفاظتی زمین در برابر پرتوهای فرابنفش خورشید است. هرگونه اخلال در ترمیم آن می‌تواند به افزایش نرخ سرطان پوست، اختلالات ایمنی، و آسیب به اکوسیستم‌های دریایی و کشاورزی منجر شود. اکنون که پس از دهه‌ها تلاش جهانی، نشانه‌هایی از بهبود این لایه دیده می‌شود، تهدیدی نوظهور از سوی صنایع فضایی می‌تواند این دستاورد را به خطر بیندازد.

جهشی در پرتاب‌های فضایی

در سال ۲۰۱۹، تنها ۹۷ پرتاب مداری در سطح جهان انجام شد. این عدد در سال ۲۰۲۴ به ۲۵۸ رسید و پیش‌بینی‌ها نشان می‌دهد که ممکن است تا سال ۲۰۳۰ به بیش از ۲۰۰۰ پرتاب در سال برسد—یعنی هشت برابر مقدار فعلی. بیشتر این پرتاب‌ها به شکل ماهواره‌های منظومه‌ای (constellations) در مدار پایین زمین انجام می‌شود.

پژوهشگران با استفاده از مدل‌سازی شیمی-اقلیمی، تأثیر چنین رشدی را بر لایه اُزون تا سال ۲۰۳۰ بررسی کردند. بر اساس نتایج، در سناریوی رشد پرتاب‌ها، ضخامت میانگین جهانی اُزون حدود ۰٫۳٪ کاهش خواهد یافت و در مناطق قطبی، به ویژه جنوبگان، این کاهش ممکن است به ۴٪ در برخی فصل‌ها برسد.

موشک‌ها و نقش آن‌ها در تخریب اُزون

دو عامل اصلی از سوی موشک‌ها باعث کاهش اُزون می‌شوند: کلر گازی و ذرات دوده. کلر از طریق واکنش‌های شیمیایی زنجیره‌ای، مولکول‌های اُزون را تجزیه می‌کند، در حالی که دوده موجب گرم شدن استراتوسفر و تسریع واکنش‌های تخریبی می‌شود.

این گازها به‌ویژه از موتورها‌ی سوخت جامد (solid fuel) منتشر می‌شوند. در حال حاضر تنها موتورهایی که تأثیر ناچیزی بر لایه اُزون دارند، موتورهایی با سوخت برودتی (مانند اکسیژن مایع و هیدروژن) هستند که کمتر از ۶٪ پرتاب‌ها از این نوع استفاده می‌کنند، زیرا کنترل و ذخیره‌سازی آن‌ها نیاز به فناوری پیشرفته‌تری دارد.

خطر پنهان بازگشت ماهواره‌ها به جو

پژوهش فعلی فقط به اثرات مستقیم پرتاب موشک‌ها پرداخته است. اما موضوع بازگشت ماهواره‌ها به جو، نگرانی جدی دیگری است. اکثر ماهواره‌های مدار پایین در پایان عمر خود وارد جو زمین می‌شوند و در طی سوختن، ذرات فلزی، اکسیدهای نیتروژن و سایر مواد آلاینده را آزاد می‌کنند.

اکسیدهای نیتروژن نیز مانند کلر به صورت کاتالیزوری در تخریب اُزون نقش دارند. از طرفی ذرات فلزی می‌توانند ابرهای استراتوسفری قطبی تشکیل دهند یا به‌عنوان سطحی برای واکنش‌های مخرب عمل کنند. متأسفانه این بخش از تأثیرات هنوز به‌طور کامل در مدل‌های اقلیمی لحاظ نشده است.

آیا می‌توان کاری کرد؟

خبر خوب این است که راه‌حل‌هایی برای کاهش این خطر وجود دارد. سندرو واتیونی می‌گوید: «یک صنعت فضایی پایدار از نظر اُزونی قابل تحقق است». راهکارهایی که پژوهشگران توصیه می‌کنند شامل:

• نظارت دقیق بر نوع و میزان آلاینده‌های موشک‌ها
• محدود کردن استفاده از سوخت‌هایی که کلر و دوده تولید می‌کنند
• توسعه و ترویج موتورهای با سوخت برودتی
• تدوین و اعمال مقررات بین‌المللی برای کنترل آلاینده‌های فضایی

میراث پروتکل مونترال و درس امروز

پروتکل مونترال در سال ۱۹۸۹ با هدف ممنوعیت CFCها آغاز شد و به‌عنوان یکی از موفق‌ترین تلاش‌های بین‌المللی در حفاظت از محیط زیست شناخته می‌شود. اما با وجود این موفقیت، ضخامت لایه اُزون هنوز حدود ۲٪ پایین‌تر از سطح پیشاصنعتی است و انتظار نمی‌رود تا پیش از سال ۲۰۶۶ به‌طور کامل ترمیم شود.

واتیونی تأکید می‌کند: «اگر روند فعلی رشد صنعت فضایی بدون تنظیم باقی بماند، ممکن است ترمیم کامل اُزون با تأخیر چندین ساله یا حتی چند دهه مواجه شود.» این در حالی است که هنوز بخش زیادی از تأثیرات بازگشت ماهواره‌ها به جو ناشناخته باقی مانده‌اند و ممکن است تهدید بزرگ‌تری نسبت به آنچه فعلاً تخمین زده می‌شود، باشند.

آینده‌ای که به آسمان وابسته است

ما در آغاز عصری تازه از فعالیت‌های فضایی هستیم—عصری که از اینترنت ماهواره‌ای تا ماموریت‌های ماه‌نشینی و مریخی را شامل می‌شود. اما همان‌طور که روی زمین برای مقابله با تغییرات اقلیمی به هماهنگی جهانی نیاز است، در آسمان هم باید مراقب باشیم.

همان‌طور که تلاش هماهنگ جهانی توانست تهدید کلروفلوئوروکربن‌ها را مهار کند، اکنون نیز با foresight و همکاری بین‌المللی می‌توان از آسیب به لایه اُزون توسط صنعت فضا جلوگیری کرد—پیش از آن‌که دیر شود.