بينما تتسابق شركات الفضاء الخاصة لجعل الرحلات الفضائية روتينية، أصبح الغلاف الجوي العلوي للأرض بمثابة أرض اختبار غير مقصودة. كل عملية إطلاق تظهر حكمة إنسانية، ولكن هناك أيضًا صيغة مخفية وراءها لا ينتبه إليها أحد: يتفاعل غاز عادم الصواريخ وبقايا الوقود الدافع مع الأوزون، مما يضعف هذا الحاجز الذي يحمي الحياة على الأرض. ويجري الآن قياس هذه المشكلة تدريجيًا من قبل العلماء، ويتزايد تأثيرها بسرعة الصاروخ نفسه.
في ثمانينيات القرن العشرين، كان العالم في حالة تأهب شديد إزاء الأزمة الجوية الناجمة عن المواد الكيميائية الاصطناعية الكلوروفلوروكربون (CFCs). وتستخدم مركبات الكربون الكلورية فلورية على نطاق واسع في المبردات وعلب الأيروسول، مما يسبب ثقوبًا في طبقة الأوزون ويسمح للأشعة فوق البنفسجية الضارة بالاختراق بكميات كبيرة. وكانت الاستجابة العالمية سريعة وموحدة: فقد حظر بروتوكول مونتريال لعام 1987 المواد المستنفدة للأوزون ووضع جدولاً زمنياً صارماً للتخلص التدريجي. ونتيجة لذلك، انخفضت انبعاثات مركبات الكربون الكلورية فلورية بنسبة 99%، وبحلول عام 2025، أظهرت بيانات الأقمار الصناعية أنه منذ تعافي ثقب الأوزون في القطب الجنوبي، تقلص إلى واحد من أصغر أحجامه في التاريخ.
ولكن مع انتهاء فصل من الدمار الجوي، تظهر مخاطر خفية جديدة بهدوء. إن الارتفاع الكبير في عمليات إطلاق الصواريخ التجارية - بما في ذلك نشر شبكات الأقمار الصناعية والسياحة الفضائية - يؤدي إلى ما يطلق عليه العلماء "عصر جديد من الصواريخ". وقد تضاعف عدد عمليات الإطلاق السنوية منذ عام 2019، حيث تترك كل عملية إطلاق أثرًا كيميائيًا فريدًا في طبقة الستراتوسفير.
تطلق كل مهمة عبر طبقة الستراتوسفير غازات العادم، ومواد تحتوي على الكلور في الوقود الدافع الصلب، وجزيئات معدنية من المحركات، وسخام الكربون الأسود من احتراق الوقود. لا تتسبب هذه المخلفات في ظاهرة الاحتباس الحراري في الغلاف الجوي العلوي فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى سلسلة من التفاعلات الكيميائية المدمرة للأوزون، مما يؤثر على المكان الذي تكون فيه طبقة الأوزون أكثر عرضة للخطر.
وأجرى ساندرو فاتيوني، الباحث في المعهد الفيدرالي للتكنولوجيا في زيورخ (ETH Zurich)، وفريقه دراسة نموذجية في عام 2024 وأشار إلى أن "الزيادة في عدد عمليات إطلاق الصواريخ العالمية قد تؤدي إلى إبطاء عملية تعافي طبقة الأوزون الرئيسية". وقال فريق فاتيوني إن التأثير الحالي للصواريخ لا يزال محدودا، لكن طبقة الأوزون لا تزال أرق بنحو 2% مما كانت عليه قبل أزمة مركبات الكربون الكلورية فلورية، مشيرا إلى أنه على الرغم من أن التعافي جار، فإنه لم يكتمل بعد.
قام فريق من جامعة كانتربري (لورا ريفيل) في نيوزيلندا بتحليل العديد من مسارات النمو المستقبلية لصناعة الإطلاق العالمية بناءً على نموذج فاتيوني. وفي ظل الافتراضات المتوسطة (حوالي 884 عملية إطلاق سنويا)، سينخفض الأوزون العالمي بنحو 0.17% بحلول عام 2030. وفي ظل سيناريو النمو المرتفع، يقترب العدد السنوي لعمليات الإطلاق من عام 2040، ويزداد فقدان الأوزون العالمي إلى 0.29%، ليصل إلى ما يقرب من 4% فوق القارة القطبية الجنوبية.
قد تبدو هذه النسبة صغيرة، لكن العملية الكيميائية للأوزون ليست خطية. قد تكون التغييرات الصغيرة كافية لإبطاء التعافي وتقويض عقود من التعاون العالمي. تتفق الدراستان على أنه بدون تحول نظيف في تكنولوجيا الدفع، فإن التوسع السريع في صناعة الإطلاق يمكن أن يعوض الكثير من التقدم المحرز بموجب بروتوكول مونتريال.
ومفتاح التحذير العلمي يكمن في التفاعلات الكيميائية التي تحدث في عادم الصاروخ.
السبب الرئيسي في استنفاد الأوزون من الصواريخ هو الكلور والسخام. ويعمل الكلور على تدمير جزيئات الأوزون بشكل تحفيزي، في حين يعمل السخام على تسخين الغلاف الجوي الأوسط، مما يؤدي إلى تفاقم ردود فعل مماثلة. تترك معظم المواد الدافعة علامة سناج، لكن الكلور يأتي بشكل أساسي من محركات الصواريخ الصلبة. الصواريخ التي تستخدم الوقود السائل ذو درجة الحرارة المنخفضة مثل الأكسجين والهيدروجين ليس لها أي تأثير تقريبًا على الأوزون، ولكن نظرًا للتكنولوجيا المعقدة، فإنها لا تمثل حاليًا سوى حوالي 6٪ من إجمالي عدد عمليات الإطلاق.
والتأثير لا يتوقف عند الإقلاع. ويتوقف نموذج فاتيوني عند مرحلة الإطلاق، وقد تؤدي عودة القمر الصناعي إلى الغلاف الجوي إلى إخفاء مخاطر أكبر. ستطلق الأقمار الصناعية ذات المدار المنخفض أكاسيد النيتروجين والغبار المعدني أثناء الاصطدامات. يمكن لأكاسيد النيتروجين أن تستنزف الأوزون بشكل مباشر، ويمكن للمعادن أن تحفز تكوين السحب الستراتوسفيرية القطبية أو توفر مسرعات سطحية للتفاعلات المستنفدة للأوزون.
لم يتم حتى الآن التعرف بشكل منهجي على تأثيرات العودة هذه، وهي غير موثقة في الغالب من خلال النماذج الحالية. ومع استمرار تزايد عدد الأقمار الصناعية، فإن مثل هذه "العودات الساخنة" ستصبح متكررة بشكل متزايد، وقد يكون التأثير الإجمالي للأوزون أعلى بكثير مما هو مقدر حاليًا.
ترسم استنتاجات الدراسة مستقبلاً يعتمد على العلوم والسياسات المنسقة. ولتجنب المزيد من خسائر الأوزون، يتعين علينا أن نستمر في تتبع الانبعاثات الصاروخية، والتخلص التدريجي من الوقود عالي الكلور والدخان، وتشجيع تحديث التكنولوجيا النظيفة، وتضمين عمليات الإشراف على الإطلاق. وكما أظهرت أزمة الأوزون في الثمانينات، فإن التغيرات الجوية تحدث دائما بهدوء، ولكن الكوارث غالبا ما تحدث دون استعداد.