Znečištění z kosmu má konkrétní podobu. Vědci poprvé zachytili chemickou stopu rakety

Vědci z Leibnizova ústavu fyziky atmosféry poprvé dokázali přímo sledovat, jak návraty raket mění složení horní atmosféry. Několik minut před čtvrtou hodinou ranní 19. února 2025 vstoupil horní stupeň rakety Falcon 9 společnosti SpaceX zpět do zemské atmosféry nad Evropou a zanechal za sebou chemickou stopu, kterou výzkumníci zachytili pomocí LiDARu v německém Kühlungsbornu.

Ve výšce 96 kilometrů nad zemským povrchem se objevila výrazně zvýšená koncentrace lithia, až desetinásobně vyšší než běžné pozadí, která se během 20 hodin rozprostřela na vzdálenost více než 1 600 kilometrů od západního pobřeží Irska až nad severní Německo. Tento unikátní úkaz umožnil vědcům poprvé propojit konkrétní chemickou stopu s návratem známého kosmického objektu.

Pomocí globálního modelu cirkulace vzduchu ICON doplněného o reanalýzu ECMWF dokázali výzkumníci zpětně sledovat pohyb vzduchu a potvrdit, že zachycené atomy lithia pocházely přímo z horního stupně Falconu 9. Naměřené koncentrace ukazují, že při návratu do atmosféry se raketové materiály, které byly dosud považovány za „neviditelné“ pro pozemní měření, mohou stát významným zdrojem chemického znečištění ve výškách kolem 100 kilometrů. Lithium v atmosféře je vzácné a díky své chemické reaktivitě slouží jako ideální „marker“ pro sledování dopadu lidských kosmických aktivit.

Studie rovněž odhalila, že raketové části začínají uvolňovat své složky do ovzduší už ve výškách kolem 100 kilometrů. Materiály se při průchodu hustšími vrstvami atmosféry zahřívají, odpařují a rozpadají, čímž vzniká oblak chemických částic, který výzkumníci sledovali. Tento proces, odborně nazývaný ablace, je nyní možné pozorovat na dálku právě díky LiDARu, což umožňuje poprvé sledovat, jak návraty raket ovlivňují složení horní atmosféry, aniž by bylo nutné posílat sondy přímo do těchto výšek.

Rozdíl mezi přirozeným vstupem kosmického materiálu a vstupem antropogenním je přitom zásadní. Meteoritický prach má relativně stabilní chemické složení odpovídající kosmickým minerálům. Naproti tomu raketové stupně a satelity obsahují hliníkové slitiny, kompozitní materiály, konstrukční kovy a prvky používané v moderní elektronice. Chemické spektrum takových objektů je výrazně odlišné od přírodního kosmického prachu.

Rychle rostoucí počet komerčních satelitních konstelací, například Starlink, zvyšuje frekvenci návratů raketových stupňů a tím i množství chemického znečištění ve výškách, které jsou zásadní pro chemii ozónu a rozptyl radiace. Studie upozorňuje, že uměle vyrobené materiály raket, hliníkové slitiny, kompozitní materiály a vzácné prvky se liší od přirozených meteoritů a mohou ovlivnit mikrochemii mezosféry. Díky sledování LiDARem a modelování šíření oblaku je nyní možné nejen identifikovat jednotlivé látky, ale i propojit je se zdrojem a kvantifikovat jejich dopad.

Objev je významný nejen vědecky, ale i environmentálně, protože potvrzuje, že lidská kosmická aktivita zanechává stopu i v těch nejvzdálenějších vrstvách atmosféry, kam dosud nikdo neviděl. S narůstajícím počtem startů a návratů raket se chemické stopy mohou kumulovat a dlouhodobě ovlivňovat složení ovzduší, ozónovou vrstvu a další atmosférické procesy, což zdůrazňuje potřebu dlouhodobého sledování a vývoje technologií, které minimalizují znečištění z vesmíru.