L’industria spaziale è in forte espansione. Nei prossimi anni, è previsto il lancio di quasi 10.000 veicoli spaziali in orbita terrestre bassa per svariati scopi, come la sorveglianza globale, il turismo spaziale e le “megacostellazioni” di satelliti per la fornitura di servizi internet. I gas di scarico dei motori dei razzi, così come la combustione di satelliti inattivi e parti di razzi che rientrano nell’atmosfera terrestre, rilasciano una serie di inquinanti. Queste sostanze chimiche sono state a lungo considerate una minaccia minima per il nostro clima, data la dimensione storicamente ridotta dell’industria spaziale. Ora, la rapida crescita del settore farà schizzare alle stelle le sue emissioni, ma gli scienziati non hanno ancora un quadro chiaro delle ramificazioni ambientali.
Un’analisi dei razzi lanciati nel 2022 da Vliex e collaboratori ha rivelato che i voli spaziali impoveriscono lo strato di ozono e contribuiscono al riscaldamento globale, con una parte significativa di questa perdita di ozono attribuibile alle emissioni di ossido di azoto rilasciate dagli oggetti che rientrano nell’atmosfera terrestre.
Lo studio
I ricercatori hanno calcolato le emissioni di tutti i 186 razzi lanciati nel 2022, nonché di tutti i 472 oggetti – con una massa totale combinata di quasi 5.000 tonnellate – rientrati nell’atmosfera nello stesso anno. Hanno condotto simulazioni computazionali della traiettoria di ciascun lancio e delle emissioni a varie altitudini fino a 100 chilometri, calcolando anche le emissioni rilasciate durante il rientro degli oggetti. Hanno inoltre tenuto conto degli effetti delle reazioni chimiche che si verificano nei pennacchi di scarico dei razzi, che alterano la composizione chimica delle emissioni.
L’integrazione delle emissioni calcolate in GEOS-Chem, un modello computazionale di chimica atmosferica, ha rivelato i loro effetti di riduzione dell’ozono e di riscaldamento globale, con le emissioni da rientro identificate come un fattore chiave nella riduzione dell’ozono. I ricercatori hanno scoperto che la considerazione delle reazioni nei pennacchi riduceva gli effetti stimati delle emissioni dei voli spaziali, evidenziando l’importanza di considerare la chimica dei pennacchi nelle valutazioni future.
L’analisi ha inoltre sottolineato i diversi effetti dei vari tipi di carburante per razzi. I propellenti allo stato solido, utilizzati di recente nei razzi ausiliari della missione Artemis II della NASA per riportare gli astronauti sulla Luna, sembrano causare la maggiore riduzione dello strato di ozono in rapporto alla massa del propellente, mentre il cherosene per razzi ha causato il maggior riscaldamento.
Sulla base dei loro risultati, i ricercatori auspicano ulteriori studi sulle emissioni di rientro e sulla chimica dei pennacchi di scarico dei razzi, in un contesto di continua espansione ed evoluzione del settore spaziale.