Son yıllarda uzaya fırlatılan uydu ve roket sayısındaki hızlı artış, Dünya atmosferinde yeni bir kirlilik sorunu ortaya çıkardı. Almanya, İngiltere ve Peru’dan bilim insanları, uzay enkazının kontrolsüz biçimde Dünya’ya geri dönüşü sırasında oluşturduğu lityum bulutunu ilk kez doğrudan tespit etmeyi başardı. Bu keşif, atmosfer kirliliğine dair bilinenlerimizi önemli ölçüde genişletiyor ve gelecekte uzaydan kaynaklı hava kirliliğine karşı yeni çözümler geliştirmek için yol gösteriyor.
Araştırma, Almanya’daki Leibniz Atmosfer Fiziği Enstitüsü öncülüğünde yürütüldü. Ekip, radar ve lazer tabanlı uzaktan ölçüm tekniklerini kullanarak, 2025 yılında SpaceX Falcon 9 roketinin üst aşamasının atmosferin üst katmanlarına kontrolsüz şekilde yeniden giriş yaparken oluşturduğu lityum bulutunu inceledi. Bu tür re-entrance olayları giderek yaygınlaşıyor çünkü özellikle alçak Dünya yörüngesine çok sayıda uydu yerleştiriliyor. Devasa uydu takımları, örneğin Starlink, onlarca bin uydudan oluşacak ve operasyon ömürleri sona erdiğinde atmosfere kontrolsüz şekilde düşecek.
Geleneksel olarak, uzay enkazının yere düşmesi ve oluşturduğu fiziksel tehlikeler üzerine odaklanılırken, üst atmosferde yarattığı çevresel etkiler yeterince incelenmemişti. Ancak üst atmosfer, yeryüzünü meteorlar ve zararlı UV ışınlarından koruyan kritik bir katman. Bu nedenle, atmosferin doğal olmayan kimyasal maddelerle kirlenmesi ekolojik denge için ciddi bir risk teşkil ediyor. Yeni çalışma, önceki gözlemlerle paralel olarak, bu kirliliğin ölçülebilir ve izlenebilir olduğunu kanıtladı.
Falcon 9 roketinin 19 Şubat 2025’te İrlanda açıklarında 100 km civarındaki yükseklikte atmosfere girişi sırasında meydana gelen yoğun ateş topu ve ardından oluşan lityum buharı bulutu, bilim insanlarının çalışması için ideal bir örnek teşkil etti. Alman Kühlungsborn’da bulunan rezonans floresans lidar teknolojisi sayesinde, meso- ve alt termosferdeki lityum atomlarının yoğunluğu ayrıntılı şekilde ölçüldü. Yerel ve küresel rüzgar verileri kullanılarak, bu kirleticinin hareketi ve kaynağı da büyük bir hassasiyetle belirlendi.
Lityum, uzay araçlarında lityum iyon pilleri ve alüminyum-lityum alaşımlı gövde yapılarında yaygın olarak kullanılıyor. Doğal ortamda ise söz konusu yüksekliklerde lityum miktarı oldukça düşük. Meteor etkisiyle atmosfere gelen lityum günlük yaklaşık 80 gram iken, roketin üst aşamasında yaklaşık 30 kilogram civarında bulunuyor. Bu fark, insan kaynaklı atmosfer kirliliğinin ayırt edilmesini sağlıyor. Lityumun atmosfere buharlaşmaya başlaması ise yaklaşık 98 km yükseklikte gerçekleşiyor ve bu süreç yüksek sıcaklıkta metal alaşımın erimesiyle oluşuyor.
Lityumun 670.7926 nm dalga boyundaki özel ışık emisyon hattı, lidar aracılığıyla çok küçük miktarlarda bile tespitine imkan veriyor. Bu sayede, uzmanlar atmosferdeki lityum miktarının zamanla ve yükseklikle değişimini takip edebiliyor. Araştırmada, 19-20 Şubat gece yarısı civarında 96 km yükseklikte lityum oranında yaklaşık 10 katlık ani bir artış kaydedildi. Bu bulgu, ayrıca ABD Ulusal Okyanus ve Atmosfer Dairesi’nin (NOAA) alt stratosfer üzerindeki eski araştırmalarıyla da uyum gösterdi; bu çalışmada atmosferdeki kirliliğin önemli bir kısmının uzay enkazından kaynaklandığı vurgulanmıştı.
Bilim insanları, uzay enkazının ozon tabakasına verebileceği zararı en büyük endişe olarak gösteriyor. Ozon tabakası, zararlı ultraviyole ışınlarını engelleyerek Dünya’daki yaşamı koruyor. Atmosferdeki bu tür metalik ve kimyasal kirleticilerin ozonun yapısını bozabileceği düşünülüyor. Bu nedenle, Wing ve ekibi, atmosferdeki uzay kirleticilerini ölçmek için geliştirdikleri lidar sistemini daha da geliştirmeyi ve benzer teknolojilerle dünya çapında veri toplamayı hedefliyor.
Araştırma grubunun önümüzdeki projeleri arasında, sadece lityum değil, aynı zamanda sodyum, bakır, titanyum ve kurşun gibi diğer metallerin atmosferde izlenmesi yer alıyor. Bu metallerin de roket ve uydu enkazları kaynaklı olabileceği düşünülüyor. Uzayın giderek artan ticarileşmesi ve uydu altyapısının genişlemesi düşünüldüğünde, bu tür çalışmalar büyük önem taşıyor. Bilim insanları, atmosfer kirliliğinin izlenmesiyle uzay sanayine çevre dostu çözümler sağlanabileceğini ve sürdürülebilir bir uzay yolculuğunun mümkün olacağını belirtiyor.
📎 Kaynak: physicsworld.com
