Während das digitale Zeitalter mit atemberaubender Geschwindigkeit voranschreitet, werden jedes Jahr Tausende von Satelliten in eine niedrige Erdumlaufbahn gebracht, um der wachsenden Nachfrage nach globalem Internetdienst gerecht zu werden. Eine neue Studie warnt jedoch vor einer unerwarteten Bedrohung: der Luftverschmutzung durch den Zerfall dieser Satelliten.
Bild SpaceX
Wenn diese Satelliten in die Atmosphäre zurückkehren, setzen sie Aluminiumoxide frei, schädliche Partikel, die die Ozonschicht abbauen. Laut einer in den Geophysical Research Letters veröffentlichten Studie stieg die Menge dieser Oxide zwischen 2016 und 2022 exponentiell an und wird weiter zunehmen, wenn die Zahl der Satelliten in einer niedrigen Erdumlaufbahn steigt.
Das Montrealer Protokoll von 1987 hatte es geschafft, die schädlichen FCKW, die die Ozonschicht zerstören, zu regulieren und versprach eine schrittweise Wiederherstellung der Ozonschicht innerhalb von fünfzig Jahren. Die unerwartete Zunahme der Aluminiumoxide könnte diese Fortschritte jedoch gefährden, so die Autoren der Studie.
Derzeit von den 8.100 Objekten in einer niedrigen Erdumlaufbahn sind 6.000 Starlink-Satelliten, die von SpaceX gestartet wurden. Mit der Genehmigung, bis zu 42.000 weitere Satelliten zu starten, führt das Unternehmen diese Bewegung an, dicht gefolgt von Amazon und anderen Unternehmen, die ähnliche Konstellationen planen.
Kommunikationssatelliten im niedrigen Erdorbit haben eine Lebensdauer von etwa fünf Jahren. Um den Internetdienst aufrechtzuerhalten, müssen die Unternehmen regelmäßig Ersatzsatelliten starten, was einen Kreislauf geplanter Verschmutzung aufrechterhält.
Eine Simulation des Zerfalls eines Satelliten in einem Windkanal. Gutschrift: Europäische Weltraumorganisation/Deutsches Luft- und Raumfahrtzentrum
Die Aluminiumoxide lösen chemische Reaktionen aus, die die stratosphärische Ozon zerstören, welche die Erde vor schädlichen UV-Strahlen schützt. Diese Oxide, die nicht durch chemische Reaktionen verbraucht werden, zerstören weiterhin Ozonmoleküle über Jahrzehnte hinweg, während sie durch die Stratosphäre treiben.
Wenig Aufmerksamkeit wurde den Schadstoffen gewidmet, die beim Zerfall der Satelliten produziert werden. Frühere Studien konzentrierten sich hauptsächlich auf die Folgen des Starts von Raumfahrzeugen. Die neue Studie der University of Southern California ist die erste, die diese dauerhafte Verschmutzung in der oberen Atmosphäre quantifiziert.
Um ein genaueres Bild der Verschmutzung durch den Wiedereintritt der Satelliten zu erhalten, modellierten die Forscher die chemische Zusammensetzung der Satellitenmaterialien und deren Wechselwirkungen auf molekularer und atomarer Ebene. Sie stellten fest, dass Aluminiumoxidpartikel bis zu 30 Jahre benötigen können, um die stratosphärischen Höhen zu erreichen, in denen sich 90 % des irdischen Ozons befinden.
Die Forscher schätzen, dass bis zur vollständigen Umsetzung der geplanten Konstellationen jedes Jahr 912 Tonnen Aluminium auf die Erde fallen werden und etwa 360 Tonnen Aluminiumoxide in die Atmosphäre freigesetzt werden, was eine Zunahme von 646 % gegenüber den natürlichen Werten darstellt.