اما یک مطالعه شگفت‌انگیز گزارش می‌دهد که افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای در جو زمین ممکن است بر مشکل زباله‌های فضایی نیز تأثیر بگذارد. با افزایش انرژی گرمایی ذخیره‌شده در جو، توانایی جو برای پاک‌سازی بقایای فضایی در مدار پایین زمین (LEO) کاهش می‌یابد. این یعنی احتمال برخورد ماهواره‌ها بیشتر می‌شود و خطر از دست دادن کامل دسترسی بشر به فضا نیز افزایش می‌یابد.
اکثر پیش‌بینی‌ها درباره تغییرات اقلیمی، بر موضوعاتی تمرکز دارند که زندگی روزمره ما را تحت تأثیر قرار می‌دهند: مانند آب‌و‌هوای شدید، بالا آمدن سطح دریاها، تأثیرات بر کشاورزی، و غیرقابل‌سکونت شدن برخی مناطق. این به این دلیل است که وقتی به جو زمین فکر می‌کنیم، معمولاً فقط به لایه‌ی پایینی و ضخیم آن به‌نام «تروپوسفر» توجه داریم. اما در مقاله‌ای با عنوان «گازهای گلخانه‌ای ظرفیت حمل ماهواره در مدار پایین زمین را کاهش می‌دهند» که در مجله Nature Sustainability منتشر شده است، ویلیام ای. پارکر و ریچارد لینارس از مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) و متیو براون از دانشگاه بیرمنگام، استدلال می‌کنند که اثرات تغییرات اقلیمی حتی تا فضای بیرونی هم گسترش یافته‌اند.
بررسی جو زمین: ساختار، اهمیت و تأثیرات آن بر زندگی
پایین‌ترین لایه‌ی جو، تروپوسفر نام دارد و بیشترین جرم هوا را در خود جای داده است. این همان ناحیه‌ای‌ست که هوا به اندازه‌ای غلیظ است که از زندگی پشتیبانی می‌کند. این منطقه‌ی متلاطم از ارتفاع حدود ۵ کیلومتر در قطب‌ها تا حدود ۱۸ کیلومتر در استوا امتداد دارد. تمام پدیده‌هایی که در گزارش‌های هواشناسی ذکر می‌شود — مانند جبهه‌های سرد، فشار بالا، بارش و دما — در همین لایه اتفاق می‌افتند.
اما بالاتر از تروپوسفر، لایه‌های دیگری نیز وجود دارد. پس از آن، استراتوسفر تا ارتفاع حدود ۵۰ کیلومتر ادامه دارد. سپس موشک‌هایی که به فضا پرتاب می‌شوند، وارد مزوسفر و بعد ترموسفر می‌شوند. ترموسفر از اندکی پایین‌تر از خط کارمان آغاز می‌شود و تا حدود ۷۰۰ کیلومتری زمین امتداد می‌یابد. این لایه به دلیل دمای بسیار بالا (تا حدود ۲۵۰۰ درجه سلسیوس) به این نام شناخته می‌شود — گرچه به‌دلیل رقیق بودن هوا، یک فضانورد عملاً گرما را حس نمی‌کند، چرا که مولکول‌ها نمی‌توانند گرمای خود را به اجسام جامد منتقل کنند.
ماهواره‌ها و فضاپیماهای مدار پایین زمین (LEO) دقیقاً در همین محدوده فعالیت می‌کنند. هوا در ترموسفر آن‌قدر رقیق است که فضاپیماها می‌توانند با سرعت‌های مداری از میان آن عبور کنند، اما آن‌قدر هم نیست که هیچ مقاومتی وجود نداشته باشد. این یعنی ماهواره‌های LEO به‌مرور سرعت‌شان کم می‌شود و ارتفاع‌شان کاهش می‌یابد، و اگر به‌صورت دوره‌ای تقویت نشوند، سرانجام دوباره وارد جو شده و در تروپوسفر می‌سوزند.
آشنایی با سندروم کسلر: تعاریف، علائم و راه‌های مدیریت آن
دانشمندان و کارشناسان صنعت فضا سال‌هاست درباره خطر زباله‌های فضایی هشدار می‌دهند. هرچند فضا از نظر نجومی بسیار وسیع است، اما ناحیه LEO که بیشتر ماهواره‌ها در آن قرار دارند، در واقع بسیار باریک است — تنها چند صد کیلومتر بالاتر از زمین — و اجسامی که در آن حرکت می‌کنند با سرعت‌هایی ده‌ها برابر گلوله اسلحه تک‌تیرانداز جابه‌جا می‌شوند.
منبع: ناسا
برخوردها هم اتفاق می‌افتند، و هم می‌توانند بسیار مخرب باشند. حتی ذرات کوچکی مانند قطرات رنگ، وقتی با سرعت بالا به ماهواره‌ها برخورد می‌کنند، می‌توانند حفره‌هایی در ساختار آن‌ها ایجاد کنند. اگر زباله‌ها بیش از حد انباشته شوند، این برخوردها بیشتر و بیشتر شده و زباله‌های بیشتری تولید می‌شود، که خود باعث برخوردهای بیشتر خواهد شد — و این چرخه‌ی خطرناک را سندروم کسلر می‌نامند؛ زنجیره‌ای از برخوردها که نهایتاً همه ماهواره‌ها را نابود کرده و عبور ایمن هرگونه فضاپیما از این ناحیه را ناممکن می‌سازد. در صورت رخ دادن این سناریو، دسترسی ما به فضا به‌طور کامل از بین خواهد رفت — نه فقط برای مأموریت‌های اکتشافی، بلکه برای تلسکوپ‌های فضایی، ماهواره‌های ارتباطی، و ابزارهای مشاهده زمین که توسط آتش‌نشانان، نیروهای نظامی، محیط‌بانان و دانشمندان اقلیم استفاده می‌شوند.
با این حال، سندروم کسلر اجتناب‌ناپذیر نیست. زباله‌های فضایی تا ابد در فضا نمی‌مانند. همان هوای رقیق در ترموسفر اندکی مقاومت برای اجسام در LEO ایجاد می‌کند و باعث می‌شود که آن‌ها به‌مرور وارد جو شده و بسوزند. بنابراین LEO در اصل یک منطقه خودپاک‌ساز است. پس پرسش اصلی این است: «چند برخورد می‌توانند قبل از آن رخ دهند که نرخ تولید زباله از نرخ پاک‌سازی آن بیشتر شود؟»
اثر گازهای گلخانه‌ای و تأثیر آن بر تغییرات اقلیمی
متأسفانه، در مورد سندروم کسلر، مقاله‌ی مورد اشاره خبرهای خوبی ندارد. در آن یادآوری می‌شود که تغییرات اقلیمی ناشی از گرم شدن کلی زمین است که به‌دلیل به‌دام‌افتادن انرژی گرمایی توسط گازهای گلخانه‌ای در جو رخ می‌دهد. اما این انرژی در لایه‌های پایین‌تر جو گیر می‌افتد. بنابراین در حالی‌که تروپوسفر و اقیانوس‌ها گرم‌تر و پرانرژی‌تر می‌شوند، لایه‌های بالایی مانند ترموسفر و اگزوسفر سردتر می‌شوند. وقتی یک گاز سرد می‌شود، چگالی‌اش بیشتر می‌شود و تمایل دارد به ارتفاع پایین‌تری برود. این باعث می‌شود ترموسفر نازک‌تر شود، و مقاومت (drag) وارد بر ماهواره‌ها کمتر گردد. در نتیجه زباله‌های فضایی برای مدت طولانی‌تری در مدار باقی می‌مانند و احتمال وقوع سندروم کسلر بیشتر می‌شود.
محافظت از فضا: اهمیت و روش‌های حفظ محیط زیست فضایی
در حال حاضر، صنعت فضایی عمدتاً تحت سلطه شرکت‌های فناوری است که در حال پیشبرد فنّاوری موشکی برای ارزان‌تر کردن سفر به فضا هستند و با فناوری خود «ابرصورت‌های ماهواره‌ای» برای ارتباطات ایجاد می‌کنند. این شرکت‌ها هدف انتقاد فعالان محیط‌زیست قرار گرفته‌اند — نه‌فقط به‌خاطر دشوار کردن رصد آسمان برای منجمان حرفه‌ای و آماتور، بلکه به‌خاطر برنامه‌هایی برای ساخت مراکز داده عظیم که سوخت محرک انقلاب هوش مصنوعی هستند. این مراکز داده به انرژی فراوانی نیاز دارند و بسیاری بر این باورند که یکی از دلایلی که شرکت‌های فناوری در حال عقب‌نشینی از تعهدات کاهش کربن گذشته‌ی خود هستند، همین مراکزند.
کنایه‌آمیز است که شرکت‌هایی که تلاش می‌کنند فضا را برای استفاده‌های تجاری و صنعتی باز کنند، خود در حال نابود کردن همین رویا هستند. اما می‌توان امیدوار بود که این شرکت‌ها به این واقعیت پی ببرند که نمی‌توانند کسب‌وکاری بر پایه رکوردشکنی در تعداد ماهواره‌ها در LEO بسازند، وقتی این ماهواره‌ها پی‌در‌پی با هم برخورد می‌کنند. اگر قرار است از فضا سود ببرند، نخست باید از محیط‌زیست — چه روی زمین و چه در فضا — محافظت کنند.
