В нижних слоях, где мы живем и дышим воздухом, углекислый газ является парниковым агентом. Он «работает» со светом в инфракрасной части спектра - или, иначе говоря, с теплом. СО2 поглощает его, когда оно поднимается вверх от поверхности, а затем высвобождает эту энергию. Некоторая её часть уносится в космос, однако другая возвращается обратно. Это, собственно, и есть парниковый эффект. По мере увеличения концентрации углекислого газа в атмосфере растёт и количество инфракрасных волн, отправляющихся к поверхности планеты.
В самых верхних слоях атмосферы все обстоит с точностью до наоборот. Чем дальше от земли, тем более разряжена воздушная оболочка. В таких условиях роль углекислого газа кардинально меняется. Парниковый эффект здесь практически незаметен, зато очень много атомарного кислорода, который генерируется в результате многих реакций, происходящих на этой высоте. У поверхности О1 практически нет - здесь преобладает молекулярный, то есть О2. Атомарный кислород, взаимодействуя с молекулами углекислого газа, сообщает им немного энергии и заставляет вибрировать. CO2 при этом испускает тепло, большая часть которого уходит в космос. В конечном итоге этот процесс приводит к остыванию верхних слоёв атмосферы. Чем больше углекислого газа поднимается сюда, тем холоднее они становятся и тем сильнее ужимаются. Исследования фиксируют этот феномен в течение последних двух десятилетий.
Происходящие изменения непосредственно касаются космических аппаратов, вращающихся вокруг планеты. По той причине, что многие из них, в том числе и МКС, на самом деле находятся в пределах земной атмосферы. Понятно, что она здесь очень сильно разрежена, но это всё равно означает некое сопротивление, которое испытывают искусственные спутники Земли. Для аппаратов, находящихся на высоте менее 600 километров над поверхностью, эта сила является одной из основных. Именно она заставляет их со временем сходить с орбиты и сгорать в нижних слоях атмосферы.
Ужимание верхних слоёв в связи с изменением климата приводит к уменьшению сопротивления, а это значит, что спутники будут дольше оставаться на орбите. Для аппаратов, находящихся вблизи от 600-километрового предела, это может означать долгие дополнительные годы пребывания в полёте. В некотором смысле это очень даже неплохо для тех компаний, которые эксплуатируют их, однако проблема в том, что здесь находится и значительное количество никому не нужных объектов. Это отработавшие ступени ракет, вышедшие из строя аппараты, разного рода обломки. И чем больше их здесь скапливается, тем выше вероятность того, что они начнут сталкиваться и дробиться, замусоривая этот эшелон земной орбиты. Эта гипотетический сценарий носит название «синдром Кесслера» - он, как считается, может привести к тому, что человечество потеряет возможность летать в космос.
Ситуация усложняется тем, что на ближайшие годы намечено существенное увеличение группировки искусственных аппаратов на низкой околоземной орбите. Достаточно упомянуть планы компании «SpaceX», рассчитывающей вывести сюда около двенадцати тысяч спутников и обеспечить весь мир надёжным и доступным Интернетом. То есть рукотворных объектов будет становиться всё больше, а способность атмосферы избавляться от них будет только уменьшаться.
Впрочем, эта опасность вполне очевидна, и инженеры космической отрасли пытаются нейтрализовать её. В частности, рассматривается возможность создания системы управления трафиком для спутников - аналогичной той, которая успешно используется в авиации. Также разрабатываются специализированные спутники-мусорщики, которые будут направлять ненужные объекты в нижние слои атмосферы, где они будут благополучно сгорать. Конструкторы и учёные со всего мира регулярно собираются на конференции, где обсуждают способы уменьшения количества мусора на орбите. Подобное сотрудничество внушает оптимизм, однако заставляет также задуматься о том, насколько серьёзна проблема изменения климата. Если она ощущается в космосе, то что говорить о Земле, на поверхности которой этот процесс выражен гораздо более отчетливо?
