ليس مناخ الأرض المتغير ليس له تأثير على محيطات الكوكب والحياة البرية والزراعة فحسب ، بل قد يؤثر أيضًا على مساحته المحيطة. تبحث أبحاث جديدة في تأثير غازات الدفيئة على الغلاف الجوي العلوي للأرض ، مما يشير إلى أنه سيتقلص مع مرور الوقت ويصبح أقل قدرة على الاحتفاظ بالعديد من الأقمار الصناعية كما هو الحال الآن.
باستخدام محاكاة انبعاثات الكربون مع مرور الوقت ، يتوقع فريق من العلماء من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا انخفاضًا مروعًا في القدرة على حمل الأقمار الصناعية لمدارية الأرض المنخفضة. وخلصوا إلى أنه مع تقلص الغلاف الجوي العلوي ، سوف يستمر الحطام لفترة أطول ، وقد يؤدي الانخفاض الناتج عن السحب في الغلاف الجوي إلى زيادة خطر الاصطدام في الفضاء. يتوقع الفريق أنه بحلول عام 2100 ، يمكن تخفيض القدرة الاستيعابية للمناطق الأكثر شعبية بنسبة 50 إلى 66 ٪ بسبب آثار غازات الدفيئة ، وفقًا لدراسة نشرت يوم الاثنين في استدامة الطبيعة.
“مع ارتفاع تركيزات غازات الدفيئة ، فإنها تسخن التروبوسفيري حيث نعيش ولكننا بارد ونقابل الغلاف الجوي العلوي – الستراتوسفير ، الميسوسفير ، والغرور الحراري” ، وليام باركر ، طالب دراسات عليا في وقال قسم الطيران وعلماء الفضاء في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، لـ Gizmodo. “يلعب Thermosphere دورًا حاسمًا في خلق السحب على الحطام المداري ، وإزالته تدريجياً من الفضاء. ومع ذلك ، مع انقطاع الغلاف الجوي بسبب زيادة انبعاثات غازات الدفيئة ، لا يزال الحطام في المدار لفترة أطول ، مما يزيد من خطر وجود سيناريو تصادم متتالي. “
الغلاف الحراري هو المكان الذي تدور فيه المحطة الفضائية الدولية ومعظم الأقمار الصناعية الأخرى. أكثر من 10،000 من الأقمار الصناعية تنجرف حاليًا عبر مدار الأرض المنخفض. مع ارتفاع الانبعاثات ، تزداد فرص التصادم بين المركبات الفضائية ، مما سيؤدي إلى إنشاء المزيد من الحطام الفضائي. سيؤدي ذلك إلى تقليل عدد الأقمار الصناعية القادرة على العمل في مدار الأرض المنخفض ضمن نفس عتبة المخاطر التي يتم تطبيقها اليوم.
وأوضح باركر أن غازات الدفيئة تعمل مثل بطانية ، وتسخين التروبوسفير عن طريق عزل السطح وتعكس الحرارة مرة أخرى نحو الأرض. إن الاحتفاظ بالحرارة في التروبوسفير يعني أقل حرارة تشق طريقها إلى الغلاف الجوي العلوي. بالإضافة إلى ذلك ، فإن الحرارة التي تشق طريقها إلى الغلاف الجوي العلوي تشع إلى الفضاء بواسطة غازات الدفيئة.
“تؤدي هاتان المساهمتان إلى التبريد على المدى الطويل في الستراتوسفير ، والميسوسفير ، والحرارية. هذا التبريد يؤدي إلى تقلص “. “إذا كنت قد وضعت بالون في الفريزر ، فستعرف أنه مع انخفاض درجة الحرارة ، يتقلص البالون”. نفس الشيء يحدث في الغلاف الجوي العلوي على نطاق عالمي.
قام الباحثون وراء الدراسة بمحاكاة سيناريوهات مختلفة على مدار القرن المقبل ، حيث تظل تركيزات غازات الدفيئة في نفس المستوى من عام 2000 وغيرها حيث تتغير الانبعاثات وفقًا للوحة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ (IPCC) المسارات الاجتماعية والاقتصادية (SSPs). أدت زيادة الانبعاثات بمرور الوقت إلى انخفاض قدرة الحمل بشكل كبير من خلال مدار الأرض المنخفض.
وقال باركر: “بدون جو ، ستبقى معظم حطام الفضاء في المدار إلى أجل غير مسمى”. “مع انخفاض الجو ، يظل الحطام أطول ، مما يزيد من خطر الأقمار الصناعية النشطة. مع العواقب المتزايدة لحطام الفضاء ، يمكننا استيعاب عدد أقل من الأحداث المولدة من الحطام. “
مع التخفيض المقدر لعدد الأقمار الصناعية في مدار الأرض المنخفض مع مرور الوقت ، تحذر الدراسة من أنه إذا تم تجاوز قدرة القمر الصناعي في منطقة معينة ، فقد يؤدي ذلك إلى “عدم الاستقرار الهارب” ، أو سلسلة من الاصطدامات التي من شأنها أن تخلق الكثير من الحطام بحيث لا يمكن أن تتمكن الأقمار الصناعية من العمل بأمان هناك.
مع استمرار نمو صناعة الفضاء بمعدلات غير مسبوقة ، وكذلك الطلب على المركبات الفضائية في مدار الأرض. في عام 2023 ، كانت هناك زيادة بنسبة 35 ٪ في إجمالي عدد الأقمار الصناعية النشطة التي تدور حول الأرض. من المحتمل أن يزداد هذا العدد بمرور الوقت.
يشير الباحثون وراء الدراسة إلى أن التدابير الاستباقية يجب اتخاذها اليوم ، بالإضافة إلى قرارات أفضل بشأن عدد الأقمار الصناعية التي يتم إطلاقها إلى الفضاء. وقال باركر: “تم إطلاق المزيد من الأقمار الصناعية في السنوات الخمس الماضية أكثر مما كانت عليه في الستينيات السابقة مجتمعة”. “أحد الأشياء الرئيسية التي نحاول فهمها هي ما إذا كان المسار الذي نسير عليه اليوم مستدامًا.”