Il rapido aumento dei lanci di razzi a livello globale potrebbe rallentare il ripristino del vitale strato di ozono, sostiene un nuovo studio. Il problema è sottovalutato, ma potrebbe essere mitigato da un’azione coordinata e lungimirante. Negli ultimi anni, il cielo notturno si è riempito di satelliti provenienti da costellazioni in rapida espansione in orbita terrestre bassa, trainati da un’industria spaziale in forte espansione. Se da un lato questo sviluppo offre opportunità entusiasmanti, dall’altro solleva anche nuove preoccupazioni ambientali.
I lanci di razzi e il rientro dei detriti spaziali rilasciano inquinanti nell’atmosfera intermedia, dove possono danneggiare lo strato di ozono che protegge la vita sulla Terra dalle radiazioni UV nocive: una preoccupazione crescente che gli scienziati stanno solo iniziando a comprendere.
La ricerca sugli effetti delle emissioni dei razzi sullo strato di ozono è iniziata oltre 30 anni fa, ma per lungo tempo questi effetti sono stati considerati di scarsa entità. Questa percezione sta iniziando a cambiare con l’accelerazione dell’attività di lancio. Nel 2019, a livello globale si sono verificati solo 97 lanci di razzi spaziali orbitali. Entro il 2024, quel numero era salito a 258 e si prevede che continuerà a crescere rapidamente.
Una preoccupazione a lungo sottovalutata
Nell’atmosfera media e alta, le emissioni dei razzi e dei detriti spaziali in rientro possono rimanere fino a 100 volte più a lungo delle emissioni provenienti da fonti terrestri a causa dell’assenza di processi di rimozione come il dilavamento causato dalle nubi. Mentre la maggior parte dei lanci avviene nell’emisfero settentrionale, la circolazione atmosferica diffonde questi inquinanti a livello globale.
Per comprendere meglio l’impatto a lungo termine dell’aumento delle emissioni dei razzi, Sandro Vattioni e Timofei Sukhodolov, dell’ETH di Zurigo, hanno collaborato con un team di ricerca internazionale guidato da Laura Revell dell’Università di Canterbury. Utilizzando un modello climatico chimico sviluppato presso l’ETH di Zurigo e l’Osservatorio Meteorologico Fisico di Davos (PMOD/WRC), i ricercatori hanno simulato l’impatto delle emissioni previste dei razzi sullo strato di ozono entro il 2030. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista npj Climate and Atmospheric Science.
Ipotizzando uno scenario di crescita con 2.040 lanci annuali nel 2030 – circa otto volte la cifra del 2024 – lo spessore medio globale dell’ozono diminuirebbe di quasi lo 0,3%, con riduzioni stagionali fino al 4% in Antartide, dove il buco dell’ozono si forma ancora ogni primavera.
Sebbene questi numeri possano sembrare modesti a prima vista, è importante ricordare che lo strato di ozono si sta ancora riprendendo dai danni passati causati dai clorofluorocarburi (CFC) a lunga durata, che sono stati banditi con successo dal Protocollo di Montreal nel 1989. Eppure, oggi, lo spessore dello strato di ozono globale è ancora di circa il 2% inferiore ai livelli preindustriali e non si prevede un recupero completo prima del 2066 circa. I risultati del nuovo studio indicano che le emissioni dei razzi – attualmente non regolamentate – potrebbero ritardare questo recupero di anni o decenni, a seconda della crescita del settore missilistico.
Anche per i razzi, la scelta del carburante è importante
I principali fattori che contribuiscono all’assottigliamento dell’ozono causato dalle emissioni dei razzi sono il cloro gassoso e le particelle di fuliggine. Il cloro distrugge cataliticamente le molecole di ozono, mentre le particelle di fuliggine riscaldano l’atmosfera media, accelerando le reazioni chimiche che riducono lo strato di ozono.
Mentre la maggior parte dei propellenti per razzi emette fuliggine, le emissioni di cloro provengono principalmente dai motori a propellente solido. Attualmente, gli unici sistemi di propulsione che hanno un effetto trascurabile sullo strato di ozono sono quelli che utilizzano combustibili criogenici come ossigeno liquido e idrogeno. Tuttavia, a causa della complessità tecnologica della gestione dei combustibili criogenici, solo circa il 6% dei lanci di razzi utilizza attualmente questa tecnologia.
Gli effetti del rientro sono ancora incerti
Gli autori sottolineano che il loro studio ha considerato solo le emissioni rilasciate dai razzi durante l’ascesa nello spazio. Ma questo è solo un aspetto del quadro generale. La maggior parte dei satelliti in orbita terrestre bassa rientra nell’atmosfera al termine della propria vita operativa, bruciando durante il processo.
Questo processo genera ulteriori inquinanti, tra cui varie particelle metalliche e ossidi di azoto, a causa dell’intenso calore generato al rientro. Mentre è noto che gli ossidi di azoto riducono cataliticamente l’ozono, le particelle metalliche possono contribuire alla formazione di nubi stratosferiche polari o fungere esse stesse da superfici di reazione, entrambe situazioni che possono intensificare la perdita di ozono.
Questi effetti del rientro sono ancora poco compresi e non ancora incorporati nella maggior parte dei modelli atmosferici. Dal punto di vista degli autori dello studio, “è chiaro che con l’aumento delle costellazioni satellitari, le emissioni da rientro diventeranno più frequenti e l’impatto totale sullo strato di ozono sarà probabilmente persino superiore alle stime attuali. La scienza è chiamata a colmare queste lacune nella nostra comprensione”.
Lungimiranza e azione coordinata
“Servono lungimiranza e azione coordinata. Ma questo da solo non basterà. La buona notizia: crediamo che un settore dei lanci che eviti gli effetti dannosi per l’ozono sia del tutto possibile: monitorare le emissioni dei razzi, ridurre al minimo l’uso di carburanti che producono cloro e fuliggine, promuovere sistemi di propulsione alternativi e attuare le normative necessarie e appropriate sono tutti elementi chiave per garantire che lo strato di ozono continui il suo recupero. Ciò richiederà sforzi coordinati tra scienziati, responsabili politici e industria”, affermano gli autori dello studio.
“Il Protocollo di Montreal ha dimostrato con successo che anche le minacce ambientali su scala planetaria possono essere affrontate attraverso la cooperazione globale. Entrando in una nuova era per l’attività spaziale, sarà necessario lo stesso tipo di lungimiranza e coordinamento internazionale per evitare effetti dannosi sullo strato di ozono, uno degli scudi naturali più vitali della Terra”, concludono.
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