Carbono preto de lançamentos de foguetes vai aquecer a atmosfera

Em um episódio do Jornada nas Estrelas: A Próxima Geração, um par de cientistas francos revelam como os motores de dobra – o sistema de propulsão onipresente do programa usado para levar os viajantes ao redor do espaço – podem ser incrivelmente destrutivos para o meio ambiente. A partir de então, os personagens tomam o cuidado de limitar os danos de seus voos espaciais.

Poderia um cenário semelhante acontecer agora no universo actual, menos os motores mais rápidos que a luz? O cientista atmosférico Christopher Maloney acredita que sim. Em um novo estudo, ele e seus colegas modelaram como o carbono negro expelido por lançamentos de foguetes ao redor do mundo provavelmente aquecerá gradualmente partes da atmosfera média e empobrecerá a camada de ozônio. Elas publicaram suas descobertas em 1º de junho no Jornal de Pesquisa Geofísica: Atmosferas.

“Há muito impulso acontecendo atualmente, em termos de lançamentos de foguetes e constelações de satélites, por isso é importante começar a pesquisar isso para estudar quais impactos poderíamos ver”, diz Maloney, que trabalha na Administração Nacional Oceânica e Atmosférica. (NOAA) Laboratório de Ciências Químicas em Boulder, Colorado.

Os modelos de Maloney e seus colegas começam com trajetórias de lançamento típicas, nas quais foguetes lançam um spray de partículas minúsculas chamadas aerossóis de seus bicos de motor. O componente de get away mais perigoso é o carbono preto, ou fuligem. Foguetes liberam toneladas dessas partículas microscópicas na estratosfera, especialmente entre 15 e 40 quilômetros acima do solo, acima de onde as aeronaves voam. Os motores a jato modernos também expelem carbono negro, mas em quantidades muito menores. Satélites extintos em queda também emitem aerossóis, à medida que queimam na estratosfera. Como essas partículas persistem na estratosfera por cerca de quatro anos, elas podem se acumular, principalmente em áreas onde o tráfego espacial está concentrado.

Maloney e sua equipe usaram um modelo climático de alta resolução para prever os efeitos que essa poluição terá na atmosfera, estudando como aerossóis de diferentes tamanhos podem aquecer ou resfriar regiões do espaço em diferentes latitudes, longitudes e altitudes. Eles descobriram que dentro de duas décadas, as temperaturas em partes da estratosfera podem subir até 1,5 graus Celsius, ou 2,7 graus Fahrenheit, e que a camada de ozônio pode diminuir ligeiramente no hemisfério norte. Eles geralmente concluem que mais foguetes significam mais aquecimento e maior perda de ozônio, o que pode representar um problema, especialmente porque humanos, animais selvagens e plantações precisam da camada de ozônio para protegê-los da radiação ultravioleta.

De acordo com sua contabilidade, a cada ano, lançamentos de foguetes expelem coletivamente cerca de 1 gigagrama, ou 1.000 toneladas métricas, de carbono negro na estratosfera. Dentro de duas décadas, isso poderia facilmente chegar a ten gigagramas ou mais, graças ao crescente número de lançamentos de foguetes. Os pesquisadores consideram vários cenários de emissão de carbono negro, incluindo níveis que chegam a 30 e 100 gigagramas, que, embora extremos, podem acontecer dentro de mais algumas décadas se as tecnologias e tendências de motores de foguete não mudarem muito. Eles focam sua análise em motores de foguete que queimam querosene amplamente utilizados, como os propulsores de primeiro estágio do SpaceX Falcon, Rocket Lab Electron e foguetes russos Soyuz.

Com a taxa de lançamento international subindo cerca de 8% ao ano, eles antecipam até 1.000 foguetes de queima de hidrocarbonetos decolando todos os anos até a década de 2040. Isso se deve em parte à queda dos custos de lançamento e ao florescimento da indústria espacial comercial, bem como aos foguetes necessários para lançar redes de satélite em crescimento como o Starlink da SpaceX, o Projeto Kuiper da Amazon e o OneWeb. Voos espaciais suborbitais, como os da Blue Foundation e da Virgin Galactic, também penetram na estratosfera.