Föroreningar från raketers återinträde påverkar ozonskiktet och atmosfären

Föroreningar från raketåterinträden tillför litiumatomer, metallrester och aerosoler i mesosfären och den nedre termosfären, vilket potentiellt kan skada ozonskiktet och förändra jordens termiska balans. En banbrytande studie publicerad i februari 2026 har direkt kopplat en betydande litiumplym som upptäcktes 2025 till det okontrollerade återinträdet av ett raketsteg från en SpaceX Falcon 9. Denna händelse representerar första gången forskare framgångsrikt har mätt det exakta kemiska "fotavtryck" som lämnas av sönderfallande rymdhårdvara i den tunna luften i den övre atmosfären.

Vilka är miljöeffekterna av föroreningar från raketåterinträden?

Återinträden av raketer frigör litiumatomer, metaller och andra föroreningar i mesosfären, vilket orsakar en tiofaldig ökning av litiumkoncentrationerna, så som observerats efter en händelse med en SpaceX Falcon 9. Dessa utsläpp kan skada ozonskiktet, förändra den termiska balansen och bilda aerosoler som värmer upp den övre atmosfären. Den långsiktiga ackumuleringen av dessa icke-naturliga kemikalier förblir ett primärt orosmoln för atmosfärsforskare.

Sönderfallet av rymdhårdvara ansågs tidigare vara en relativt "ren" process eftersom föremålen förångas innan de når marken. Forskare från Leibniz-institutet för atmosfärfysik fann dock att denna förångning helt enkelt omfördelar raketens massa till den övre atmosfären. Denna plötsliga injektion av metallångor kan störa den känsliga kemiska jämvikten i mesosfären, som ligger ungefär 50 till 85 kilometer över havet, och den nedre termosfären, som når upp till 120 kilometer. Till skillnad från naturligt meteordamm är dessa antropogena tillskott koncentrerade och förekommer med ökande frekvens.

Hur upptäcker LIDAR-teknik atmosfäriska föroreningar?

LIDAR-teknik upptäcker atmosfäriska föroreningar genom att skjuta högfrekventa laserpulser mot himlen och mäta ljuset som reflekteras tillbaka från specifika atomslag. Forskare använder dessa resonanssignaler för att identifiera litiumplymer på 100 kilometers höjd och spåra föroreningarna till specifika återinträdeshändelser från SpaceX Falcon 9. Denna markbaserade metod möjliggör exakt övervakning av kemiska förändringar i realtid.

Studien, som leddes av forskaren Robin Wing, använde ett avancerat LIDAR-system (Light Detection and Ranging) i norra Tyskland för att skanna himlen kort efter klockan 00:20 UTC den 20 februari 2025. Teamet observerade en uttalad ökning av litiumatomkoncentrationen som nådde tio gånger det normala bakgrundsvärdet som registrerats tidigare samma kväll. Detta specifika litiumskikt fanns kvar i instrumentets synfält i cirka 27 minuter, vilket gjorde det möjligt för teamet att samla in högupplösta data om plymens vertikala utbredning och densitet. Genom att kombinera dessa mätningar med atmosfäriska vindmodeller kunde de verifiera att källan var ett SpaceX Falcon 9-steg som hade återinträtt över Atlanten 20 timmar tidigare.

Kommer ökande satellituppskjutningar att förvärra föroreningarna i den övre atmosfären?

Ökande satellituppskjutningar kommer sannolikt att förvärra föroreningarna i den övre atmosfären eftersom tusentals uttjänta objekt planeras för deorbitering under det kommande decenniet. Prognoser tyder på att det kumulativa utsläppet av litium, aluminium och sot fram till år 2030 kan bromsa ozonskiktets återhämtning och påverka klimatinteraktioner. Den nuvarande tillväxten i rymdtrafik sker utan omfattande reglering av kemiska utsläpp i den övre atmosfären.

Övergången från traditionellt aluminiumbaserat skrot till mer komplexa metallegeringar i moderna rymdfarkoster komplicerar miljöutsikterna. Litium blir allt vanligare i högteknologiska rymdkomponenter, och dess detektering fungerar som en kanariefågel i kolgruvan för andra, mindre synliga föroreningar. I takt med att antalet objekt i omloppsbana och frekvensen av uppskjutningar ökar, växer den totala massan av material som återinträder i atmosfären proportionellt. Denna trend tyder på att den antropogena "belastningen" av den övre atmosfären snart kan överstiga de naturliga tillskotten från meteorer, vilket väcker brådskande frågor om rymdhållbarhet.

Processen för atmosfärisk ablation

Ablation är den främsta mekanismen genom vilken fasta raketdelar omvandlas till atmosfäriska gaser under återinträdet. När steget från SpaceX Falcon 9 föll genom den allt tätare luften i den övre atmosfären genererade extrem friktion temperaturer som var tillräckligt höga för att förånga metallstrukturer. Denna process förvandlar fast litium och andra legeringar till en fin dimma av atomer och joner. Även om vissa av dessa material så småningom kan sjunka nedåt, förblir många svävande i mesosfären under långa perioder, där de kan delta i komplexa katalytiska reaktioner som påverkar atmosfärens termiska struktur.

• Litium: Används som spårämne på grund av dess låga naturliga förekomst i termosfären.
• Aluminium: Den vanligaste metallen i rymdskrot, känd för att bilda aluminiumoxidpartiklar som reflekterar solljus.
• Sot/svart kol: Frigörs från raketmotorer och vid uppvärmning under återinträde, vilket bidrar till lokal uppvärmning.

Framtida forskning och globala standarder

Forskare betonar nu behovet av ett globalt övervakningsnätverk för att spåra det kemiska fotavtrycket från den växande rymdindustrin. Även om detekteringen 2025 var en framgångsrik fallstudie, noterar Robin Wing och hans kollegor att många ämnen genomgår snabba kemiska transformationer som gör dem "osynliga" för nuvarande LIDAR-tekniker. Detta innebär att de nuvarande mätningarna endast kan visa en bråkdel av den totala föroreningen. Framtida insatser kommer att kräva en kombination av satellitbaserade observationer och avancerad atmosfärskemisk modellering för att fullt ut bedöma de långsiktiga riskerna för jordens skyddande lager.

Studien från Leibniz-institutet fungerar som en kritisk uppmaning till handling för både rymdorganisationer och privata företag som SpaceX. När vi rör oss mot en framtid med "megakonstellationer" och vecko-visa uppskjutningar, måste definitionen av miljöpåverkan expandera bortom jordens yta. Att bevara integriteten i mesosfären håller på att bli en viktig del av atmosfärsvetenskapen, för att säkerställa att vår strävan mot stjärnorna inte sker på bekostnad av den luft som upprätthåller oss.