Sampah luar angkasa yang ada di bumi mungkin menimbulkan kerusakan pada stratosfer.
Lonjakan pesat megakonstelasi satelit menghubungkan sebagian besar dunia ke internet broadband. Namun setiap tahun, ratusan satelit tersebut mati dan terbakar di atmosfer saat jatuh. Dan setiap tahun, semakin banyak satelit yang diluncurkan untuk menggantikannya.
Ternyata, satelit-satelit yang sekarat tidak muncul begitu saja di eter. Masing-masing meninggalkan sedikit dari dirinya sendiri.
Kematian satelit yang dahsyat, bersamaan dengan peningkatan tajam dalam jumlah peluncuran roket, menambah melimpahnya polutan perusak ozon dan pengubah iklim ke stratosfer, kata para peneliti. Dampaknya terhadap kimia atmosfer bumi – termasuk lapisan ozon yang melindungi sinar ultraviolet – masih belum jelas. Namun para ilmuwan berlomba untuk mencari tahu.
“Peluncuran ini berkembang sangat cepat,” kata Daniel Murphy, ilmuwan atmosfer di Laboratorium Ilmu Kimia National Oceanographic and Atmospheric Administration di Boulder, Colorado. “Dalam beberapa tahun terakhir, ada sekitar 500 peristiwa masuknya kembali per tahun. , dan orang-orang membicarakan tentang 10.000 dalam waktu yang tidak terlalu lama lagi. Itu sekitar satu jam. Jadi kami ingin memahami implikasinya sesegera mungkin.”
Rasi bintang komersial
Saat ini, terdapat sekitar 10.000 satelit aktif yang mengorbit planet ini. Dua pertiganya milik Starlink, megakonstelasi SpaceX (SN: 3/3/23). 630 lainnya adalah bagian dari Eutelsat OneWeb yang berbasis di London. Dan proyek-proyek internet lainnya bermaksud untuk mengejar ketinggalan dengan cepat: Pada bulan Agustus, Tiongkok meluncurkan 18 satelit pertama untuk konstelasi Qianfan, atau “Seribu Layar,” yang pada akhirnya direncanakan terdiri dari setidaknya 12.000 satelit. Proyek Tiongkok lainnya yang direncanakan, yang dikenal sebagai Honghu-3, bertujuan untuk menghubungkan hingga 10.000 satelit.
Berdasarkan beberapa perkiraan, mungkin terdapat 100.000 satelit di orbit dekat Bumi pada tahun 2030an, dan mungkin setengah juta satelit akan mengorbit planet ini dalam beberapa dekade berikutnya.
Satelit-satelit internet ini dirancang untuk dapat dibuang: Mereka dapat berfungsi selama beberapa tahun di jaringan konstelasi sebelum “dinonaktifkan” – ditenggelamkan ke orbit yang lebih rendah hingga akhirnya jatuh dan mati membara di langit. Setiap satelit yang hancur akan melepaskan logam ke atmosfer, banyak di antaranya merupakan logam yang biasanya tidak ditemukan di atmosfer atau logam yang ditambahkan dalam jumlah yang jauh lebih besar daripada yang dihasilkan secara alami.
Jejak-jejaknya
Langkah pertama untuk memahami cakupan masalahnya adalah dengan mengidentifikasi jejak-jejak pesawat ruang angkasa yang terbakar, dan apakah jejak-jejak tersebut sebanding atau bahkan dapat dideteksi dengan latar belakang puing-puing meteorit alami dari luar angkasa.
Penelitian itu baru saja dimulai.
Pada tahun 2023, Murphy dan rekannya menyajikan bukti pasti bahwa logam khususnya dari pesawat ruang angkasa, bukan hanya sumber alami, memang berada di stratosfer, lapisan atmosfer yang membentang enam hingga 20 kilometer di atas permukaan bumi. Partikel asam sulfat stratosfer di atmosfer bagian atas Arktik ternyata mengandung lebih dari 20 elemen berbeda yang konsisten dengan produksi pesawat ruang angkasa. Unsur-unsur tersebut, kata Murphy, termasuk niobium dan hafnium, keduanya dimurnikan dari bijih mineral untuk digunakan dalam paduan tahan panas. Logam lain seperti litium, timbal, aluminium, dan tembaga – yang terdapat secara alami – ditemukan dalam jumlah yang jauh melebihi jumlah yang mungkin terbawa secara organik melalui debu kosmik.
Dan bukti-bukti keberadaan pesawat luar angkasa kini semakin banyak. Dari tahun 2020 hingga 2022, para ilmuwan melacak peningkatan polutan di stratosfer, seiring dengan peningkatan pesat peluncuran satelit.
Emisi aluminium dan nitrogen oksida dari masuknya kembali satelit hampir dua kali lipat dari 3,3 miliar gram pada tahun 2020 menjadi 5,6 miliar gram pada tahun 2022, demikian laporan ahli kimia atmosfer Connor Barker dari University College London dan rekannya pada bulan April di Wina pada pertemuan Uni Geofisika Eropa. Pada tahun 2022, masukan kembali nitrogen oksida, menurut temuan mereka, setara dengan sekitar sepertiga masukan alami gas dari meteor. Dan masukan aluminium oksida melampaui masukan alami sebanyak tujuh kali lipat.
Emisi polutan dari peluncuran roket juga meningkat, menurut temuan Barker dan rekan-rekannya. Konsumsi propelan meningkat hampir dua kali lipat dari tahun 2020 hingga 2022, dari 38 miliar gram menjadi 67 miliar gram. Emisi peluncuran tersebut dapat mencakup polutan seperti karbon hitam, nitrogen oksida, karbon monoksida, aluminium oksida, dan berbagai gas klor.
Dampak kimia
Puing-puing pesawat ruang angkasa dapat menimbulkan berbagai efek riak melalui kimiawi stratosfer.
Hal ini bisa menjadi berita buruk khususnya bagi lapisan ozon. Aluminium oksida, misalnya, adalah produk sampingan dari oksidasi selama masuknya kembali komponen pesawat ruang angkasa berbasis aluminium, kata José Ferreira, seorang insinyur ruang angkasa di University of Southern California di Los Angeles. “Dan kita tahu bahwa aluminium oksida adalah katalis penipisan ozon.”
Ancaman baru terhadap lapisan ozon ini sangat mengecewakan setelah keberhasilan Protokol Montreal, sebuah perjanjian tahun 1987 yang melarang produksi dan emisi bahan kimia yang diketahui merusak ozon (SN: 2/10/21). Pada tahun 2016, lubang tahunan pada lapisan ozon yang terbentuk di Antartika sudah menunjukkan tanda-tanda penyembuhan, dan diperkirakan akan menutup sepenuhnya dalam waktu sekitar 50 tahun (SN: 14/12/16).
Ada banyak cara lain yang bisa digunakan oleh polutan pesawat ruang angkasa untuk mempengaruhi senyawa kimia kompleks di atmosfer, kata Murphy. Jelaga yang dikeluarkan dari mesin roket menyerap energi matahari sehingga dapat menghangatkan atmosfer. Tembaga dan logam lain yang dilepaskan selama pembakaran kabel dan paduan pesawat ruang angkasa dikenal sebagai katalis kuat untuk reaksi kimia di atmosfer. Logam-logam tersebut antara lain dapat mendorong terciptanya partikel-partikel kecil yang bertindak sebagai benih awan.
Tidak banyak informasi langsung mengenai reaksi mana yang mungkin sudah terjadi. Data yang ada diperuntukkan bagi simulasi komputer yang melacak siklus hidup polutan ini dan interaksinya di atmosfer. Tim Murpyh merencanakan lebih banyak penerbangan pada tahun 2025 untuk terus melacak persediaan puing-puing pesawat ruang angkasa yang terus bertambah.
Ferreira, sementara itu, sedang mempertimbangkan cara untuk memasukkan analisis dampak lingkungan ke dalam tahap desain misi luar angkasa. “Jika kita mengidentifikasi sejak awal bahwa suatu komponen atau bahan kimia akan merusak atmosfer, kita dapat mencari alternatif atau berinvestasi dalam penelitian untuk opsi yang lebih ramah lingkungan,” kata Ferreira.
Saat ini, pertanyaan mengenai dampak dari tersebarnya satelit merupakan hal yang sangat baru sehingga belum ada banyak dana untuk mengatasinya, kata Murphy. Namun, dia menambahkan, “Saya pikir ini perlu dilakukan dengan cepat. Akan sangat baik jika mengetahui hal-hal ini sebelum satelit-satelit ini dibangun dan diluncurkan.”
Sumber
