El aumento de los niveles de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra podría exacerbar los esfuerzos para limpiar nuestra cada vez más abarrotada capa de basura espacial en órbita.
Según dos nuevos estudios, el gas de efecto invernadero ha contribuido significativamente a la contracción de la atmósfera superior. Esta contracción se ha planteado como hipótesis durante décadas; ahora, por primera vez, se ha observado realmente.
Parte de la contracción observada es normal y se recuperará; pero la contribución del CO2 es, dicen los científicos, probablemente permanente.
Esto significa que es probable que los satélites obsoletos y otros fragmentos de tecnología antigua en la órbita terrestre baja permanezcan en su lugar por más tiempo debido a la reducción de la resistencia atmosférica, lo que abarrota la región y causa problemas a los satélites más nuevos y a las observaciones espaciales.
“Una consecuencia es que los satélites permanecerán activos por más tiempo, lo cual es excelente, porque la gente quiere que sus satélites permanezcan activos”. explica el científico geoespacial Martin Mlynczak del Centro de Investigación Langley de la NASA.
“Pero los escombros también permanecerán más tiempo y probablemente aumenten la probabilidad de que los satélites y otros objetos espaciales valiosos necesiten ajustar su camino para evitar colisiones”.
Las descripciones de la atmósfera de la Tierra generalmente establecen las capas en altitudes específicas, pero la verdad es que el volumen de gases que rodean nuestro mundo no es estático. Se expande y contrae en respuesta a varias influencias, la mayor de las cuales es probablemente el Sol.
Ahora bien, el Sol tampoco es estático. Pasa por ciclos de actividad, de alta a baja y viceversa, aproximadamente cada 11 años. Actualmente estamos en medio del ciclo número 25 desde que comenzó el cálculo de cuentas, un ciclo que comenzó alrededor de diciembre de 2019. El ciclo anterior, el número 24, fue inusualmente moderado incluso en el pico de la actividad solar, y esto es lo que permitió a Mlynczak y sus colegas tomar mediciones de la contracción atmosférica.
Su atención se centró en dos capas, conocidas colectivamente como MLT: la mesosfera, que comienza a unos 60 kilómetros (37 millas) de altitud; y la termosfera inferior, que comienza alrededor de los 90 kilómetros.
Datos de la NASA CRONOMETRADO El satélite, un observatorio que recopila datos sobre la atmósfera superior, les proporcionó información de presión y temperatura para el MLT durante un período de casi 20 años, desde 2002 hasta 2021.
En algunas capas inferiores de la atmósfera, el CO2 crea un efecto de calentamiento al absorber y volver a emitir radiación infrarroja en todas las direcciones. atrapando efectivamente una parte de ella
Sin embargo, en el MLT mucho, mucho más delgado, parte de la radiación infrarroja emitida por el CO2 se escapa al espacio, llevándose el calor y enfriando la atmósfera superior. Cuanto mayor sea el CO2, más fría será la atmósfera.
Ya sabíamos que este enfriamiento está provocando que la estratosfera se contraiga. Ahora podemos ver que está haciendo lo mismo con la mesosfera y la termosfera por encima también. Utilizando los datos de TIMED, Mlynczak y su equipo descubrieron que el MLT se contrajo unos 1333 metros (4373 pies). Aproximadamente 342 metros de eso son el resultado del enfriamiento radiativo inducido por CO2.
“Ha habido mucho interés en ver si realmente podemos observar este efecto de enfriamiento y reducción en la atmósfera”. Mlynczak dice.
“Finalmente presentamos esas observaciones en este documento. Somos los primeros en mostrar la reducción de la atmósfera de esta manera, a nivel mundial”.
Dado que la termosfera se extiende varios cientos de kilómetros, esos 342 metros pueden no parecer mucho. Sin embargo, un artículo publicado en septiembre por la física Ingrid Cnossen del British Antarctic Survey en el Reino Unido mostró que el enfriamiento termosférico podría resultar en una reducción del 33 por ciento en la resistencia atmosférica para 2070.
La resistencia atmosférica es lo que ayuda a los satélites y etapas de cohetes a salir de órbita después de que finalizan sus misiones. Esta reducción en la resistencia podría prolongar la vida útil orbital de la basura espacial extinta en un 30 por ciento para 2070, descubrió Cnossen.
A medida que se lanzan más y más satélites a la órbita terrestre baja, esto se convertirá en un problema cada vez mayor, sin medidas de mitigación reales a la vista, ya sea para disminuir la cantidad de satélites o la cantidad de CO2.
“En cada altitud, hay un enfriamiento y una contracción que atribuimos en parte al aumento del dióxido de carbono”. Mlynczak dice. “Mientras el dióxido de carbono aumente aproximadamente a la misma velocidad, podemos esperar que estas tasas de cambio de temperatura también se mantengan constantes, alrededor de medio grado Kelvin. [of cooling] por década”.
La investigación ha sido publicada en Revista de Investigación Geofísica: Atmósferas.