การแข่งขันอวกาศครั้งใหม่อาจเปลี่ยนบรรยากาศของเราให้กลายเป็น 'เตาเผาสำหรับดาวเทียม'

(เมนาฟน์- The Conversation) เมื่อเรามองขึ้นไปบนท้องฟ้ายามค่ำคืนและเห็นดาวเทียมเคลื่อนผ่านไป เราอาจไม่คิดถึงการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือชั้นโอโซน

อวกาศอาจรู้สึกแยกจากระบบสิ่งแวดล้อมที่สนับสนุนชีวิตบนโลก แต่ในปัจจุบัน วิธีการสร้าง การปล่อย และการกำจัดดาวเทียมเริ่มเปลี่ยนแปลงสิ่งนั้นแล้ว

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา จำนวนการปล่อยดาวเทียมพุ่งสูงขึ้น มีดาวเทียมที่ใช้งานอยู่ในวงโคจรของโลกเกือบ 15,000 ดวง ซึ่งส่วนใหญ่อยู่ใน “กลุ่มดาวเทียมขนาดใหญ่” ซึ่งแต่ละดวงมีอายุการใช้งานเพียงไม่กี่ปี

ดาวเทียมใหม่ต้องถูกปล่อยออกมาอย่างรวดเร็วเพื่อทดแทนดาวเทียมเก่า เพื่อหลีกเลี่ยงการทิ้งดาวเทียมที่ตายแล้วไว้ในวงโคจรต่ำที่แออัดอยู่แล้วของโลก ผู้ดำเนินการดาวเทียมส่วนใหญ่จึงตั้งใจให้ดาวเทียมเหล่านั้นเข้าสู่ชั้นบรรยากาศบนของโลกเพื่อเผาทำลาย

ที่นี่ พวกมันจะไหม้หรือแตกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย: กระบวนการนี้เรียกว่าการ “ทำลายล้างได้” (demisability) ในทางปฏิบัติ ดาวเทียมกลายเป็นส่วนหนึ่งของวัฒนธรรมการทิ้งขว้าง

แนวทางนี้กำลังถูกนำไปใช้ในระดับที่ใหญ่ขึ้นอย่างมาก เรากังวลเกี่ยวกับผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศและชั้นบรรยากาศของโลก

ความเสี่ยงที่ซ่อนอยู่ต่อสภาพภูมิอากาศและชั้นโอโซน

เมื่อเดือนที่แล้ว SpaceX ได้ยื่นคำขออนุญาตต่อคณะกรรมการการสื่อสารกลางของสหรัฐอเมริกา (FCC) เพื่อปล่อยดาวเทียมอีกหนึ่งล้านดวงสำหรับ “ศูนย์ข้อมูล AI” ที่ยังไม่ได้รับการทดสอบ

จำนวนมากนี้ไม่ใช่ปัญหาเพียงอย่างเดียว ดาวเทียม Starlink V2 “มินิ” ของ SpaceX มีน้ำหนักประมาณ 800 กิโลกรัม (กก.) ซึ่งเทียบเท่ากับรถยนต์ขนาดเล็ก รุ่นต่อไปคาดว่าจะมีน้ำหนักประมาณ 1,250 กก. ดาวเทียม V3 ที่วางแผนไว้ก็มีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งเทียบเท่ากับเครื่องบิน Boeing 737

การปล่อยจรวดอยู่แล้วมีส่วนทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและการทำลายชั้นโอโซน การขยายจำนวนดาวเทียมให้มากขึ้นถึงหนึ่งล้านดวง ซึ่งมีขนาดเท่ากับเครื่องบิน จะทำให้เกิดความร้อนในชั้นบรรยากาศสูงขึ้นและการสูญเสียโอโซนมากกว่าที่ประมาณไว้เดิม การเผาไหม้ดาวเทียมที่ตายแล้วอย่างต่อเนื่องจะเพิ่มผลกระทบนี้ขึ้นไปอีก

ในขณะเดียวกัน ฝุ่นดาวเทียมที่เผาไหม้ก็ถูกพบในชั้นบรรยากาศแล้ว ในปี 2023 นักวิทยาศาสตร์ที่ศึกษาสารแขวนลอยในชั้นบรรยากาศบนพบโลหะจากยานอวกาศที่กลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอย่างไม่ควบคุม ล่าสุดก็พบลิเธียมจากการกลับเข้าสู่อากาศโดยไม่ได้ตั้งใจของจรวด Falcon 9

นี่เป็นเพียงส่วนหนึ่งของสิ่งที่จะเกิดขึ้นหากกลุ่มดาวเทียมขนาดใหญ่ที่วางแผนไว้ดำเนินการต่อ — และ SpaceX ก็ไม่ใช่ผู้ดำเนินการรายเดียว ผู้ดำเนินการรายอื่นทั่วโลกก็ได้ยื่นคำขอรวมกันเกินหนึ่งล้านดวงแล้ว

ในขณะเดียวกัน ผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทั้งหมดยังไม่เป็นที่เข้าใจอย่างถ่องแท้ เนื่องจากผู้สร้างดาวเทียมมักไม่เปิดเผยว่าสร้างยานอวกาศจากวัสดุอะไรบ้าง

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าส่วนใหญ่เป็นอลูมิเนียม ซึ่งจะเผาไหม้กลายเป็นอนุภาคอะลูมินา แต่ส่วนผสมของวัสดุและขนาดของอนุภาคที่เกิดขึ้นยังคงเป็นปริศนา

แต่เรารู้ว่าสารอนุภาคที่เล็กที่สุด ซึ่งเล็กกว่าขนมนุษย์ สามารถลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศได้นานหลายปี ซึ่งส่งผลต่อการทำลายชั้นโอโซนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

โดยอิงจากสมมุติฐานเดียวกับการศึกษาก่อนหน้า เราประมาณว่าหนึ่งล้านดาวเทียมอาจทำให้เกิดการสะสมของอนุภาคอะลูมินาในชั้นบรรยากาศสูงสุดถึงเทราแกรม (พันล้านกิโลกรัม) ซึ่งเพียงพอร่วมกับการปล่อยในระหว่างการปล่อยเพื่อเปลี่ยนแปลงเคมีในชั้นบรรยากาศและความร้อนอย่างรุนแรงในแบบที่เราไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้

ไม่มีคำสั่งจากหน่วยงานใดในประเทศใดที่ให้บริษัทเดียวทำการเปลี่ยนแปลงในระดับนี้ต่อชั้นบรรยากาศของโลก

ผลกระทบไม่จำกัดอยู่แค่ชั้นบรรยากาศเท่านั้น ดาวเทียมที่กลับเข้าสู่อากาศบางดวงก็ไม่ไหม้หมดแล้ว ฝุ่นเศษซากก็เริ่มตกลงสู่พื้นดิน และความเสี่ยงต่อการเกิดอุบัติเหตุจากการกลับเข้าสู่อวกาศของกลุ่มดาวเทียมขนาดใหญ่ในทุกห้าปีตอนนี้อยู่ที่ประมาณ 40% — ซึ่งเพิ่มขึ้นทั้งต่อคนและเครื่องบินเมื่อมีดาวเทียมมากขึ้นในวงโคจร

ในอวกาศ สถานการณ์ก็ไม่ต่างกันมาก: CRASH Clock ของ Outer Space Institute ชี้ให้เห็นว่าหากดาวเทียมหยุดหลีกเลี่ยงกัน การชนกันจะเกิดขึ้นภายใน 3.8 วัน

นักวิทยาศาสตร์หลายคนเห็นด้วยว่าเราอยู่ในช่วงเริ่มต้นของปรากฏการณ์ Kessler Syndrome: การเกิดปฏิกิริยาลูกโซ่ของการชนกันที่เพิ่มเศษซากอวกาศอย่างรวดเร็ว

ท้องฟ้าของเราไม่ได้เป็นที่ทิ้งขยะ

ท้องฟ้ายามค่ำคืนของเรา โดยเฉพาะในนิวซีแลนด์ เป็นสิ่งที่ทุกคนบนโลกยังคงแบ่งปันกันอยู่

จากการจำลองของนักดาราศาสตร์ กลุ่มดาวเทียมจำนวนหลายพันดวงตามที่ SpaceX วางแผนไว้ จะเต็มท้องฟ้าด้วยดาวเทียมที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าได้ทุกที่บนโลก สุดท้ายแล้ว อาจมีดาวเทียมที่มองเห็นได้มากกว่าดาวที่มองเห็นได้ด้วยตาเปล่าเสียอีก

สำหรับนักวิทยาศาสตร์ การสังเกตการตายของดาวฤกษ์และการค้นหาโลกใหม่จะกลายเป็นเรื่องยากขึ้น การดูดาว การท่องเที่ยวเชิงดาราศาสตร์ และดาราศาสตร์วัฒนธรรมก็จะได้รับผลกระทบไปทั่วโลก

ทั้งหมดนี้หมายความว่าการตัดสินใจของ FCC ต่อข้อเสนอของ SpaceX ซึ่งเปิดให้ประชาชนแสดงความคิดเห็นในขณะนี้ อาจส่งผลกระทบต่อทุกคน — ไม่ว่าจะเป็นการเปลี่ยนแปลงในชั้นบรรยากาศ ความเสี่ยงในการชนกันในวงโคจร หรือการสูญเสียท้องฟ้ายามค่ำคืนที่ยังคงบริสุทธิ์

แนวทางหนึ่งที่กำลังพูดถึงคือการกำจัดดาวเทียมที่ตายแล้วในวงโคจรที่ห่างไกลจากโลก แต่สิ่งนี้จะต้องใช้น้ำมันเชื้อเพลิงมากขึ้นต่อดาวเทียมเพื่อหลบหนีแรงโน้มถ่วงของโลก ซึ่งจะเพิ่มภาระบรรทุกและผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมจากการปล่อยจรวด บางเศษซากก็ยังคงกลับเข้าสู่โลกอยู่ดี

ด้วยการวางแผนขยายตัวอย่างรวดเร็วของ SpaceX และผู้อื่น จึงจำเป็นต้องมีกฎระเบียบระดับโลก: ในระบบที่ไม่มีการจำกัด การควบคุมบริษัทเดียวก็เพียงเปลี่ยนปัญหาไปยังที่อื่นเท่านั้น ในฐานะผู้ดำเนินการรายใหญ่ที่สุด SpaceX จึงอยู่ในตำแหน่งที่ดีที่สุดที่จะเป็นผู้นำในการหาทางออกที่ยั่งยืนด้านสิ่งแวดล้อม เช่นเดียวกับที่ Du Pont ทำในช่วงการเลิกใช้ CFC ในทศวรรษ 1980

ก้าวแรกคือการกำหนดความสามารถในการบรรทุกในชั้นบรรยากาศอย่างปลอดภัยสำหรับการปล่อยและการกลับเข้าสู่อากาศของดาวเทียม การประเมินผลกระทบด้านสิ่งแวดล้อมควรครอบคลุมวงจรชีวิตทั้งหมด รวมถึงผลกระทบต่อชั้นบรรยากาศ และต้องคำนึงถึงความปลอดภัยในวงโคจรและผลกระทบต่อดาราศาสตร์วัฒนธรรมและการวิจัย

ไม่ว่าจะเป็นผลลัพธ์ด้านกฎระเบียบอย่างไร การใช้ชั้นบรรยากาศเป็นที่เผาศพดาวเทียมในระดับนี้ก็ไม่สามารถเป็นทางออกได้