A NOAA publicou originalmente este artigo em 21 de junho de 2022.

Os lançamentos de foguetões afectam a camada de ozono da Terra

O crescimento projetado dos lançamentos de foguetões para turismo espacial, aterragens na Lua e talvez viagens a Marte faz com que muitos sonhem com uma nova era de exploração espacial. Mas um estudo da NOAA sugere que um aumento significativo da atividade espacial pode danificar a camada protetora de ozono no único planeta onde vivemos.

Os motores de foguetão que queimam querosene, amplamente utilizados pela indústria mundial de lançamentos, emitem gases de escape que contêm carbono negro, ou fuligem. Estes gases de escape vão diretamente para a estratosfera da Terra, onde uma camada de ozono protege todos os seres vivos do nosso mundo dos impactos nocivos da radiação ultravioleta do sol. Uma quantidade excessiva desta radiação pode causar cancro da pele e enfraquecer o sistema imunitário dos seres humanos. Pode também afetar a agricultura e os ecossistemas.

De acordo com uma nova investigação da NOAA publicada a 1 de junho de 2022 no Journal of Geophysical Research Atmospheres, um aumento de 10 vezes nos lançamentos alimentados por hidrocarbonetos danificaria a camada de ozono e alteraria os padrões de circulação atmosférica. Este nível de aumento é plausível nas próximas duas décadas, com base nas tendências recentes de crescimento do tráfego espacial.

Christopher Maloney, do grupo de investigação CIRES, sediado em Boulder, é o principal autor da nova investigação. Disse ele:

Precisamos de saber mais sobre o potencial impacto dos motores de combustão de hidrocarbonetos na estratosfera e no clima à superfície da Terra. Com mais investigação, deveremos ser capazes de compreender melhor os impactos relativos dos diferentes tipos de foguetões no clima e no ozono.

As taxas de lançamento triplicaram

Maloney afirmou que as taxas de lançamento mais do que triplicaram nas últimas décadas. Segundo ele, prevê-se um crescimento acelerado nas próximas décadas. Os foguetões são a única fonte direta de poluição por aerossóis produzida pelo homem acima da troposfera, a região mais baixa da atmosfera, que se estende a uma altura de cerca de 6,5 a 9,5 km acima da superfície da Terra.

A equipa de investigação utilizou um modelo climático para simular o impacto de aproximadamente 10 000 toneladas métricas de poluição por fuligem injectadas na estratosfera sobre o Hemisfério Norte todos os anos durante 50 anos. Atualmente, estima-se que sejam emitidas anualmente cerca de 1000 toneladas de fuligem de foguetões. Os investigadores alertam para o facto de as quantidades exactas de fuligem emitidas pelos diferentes motores alimentados por hidrocarbonetos utilizados em todo o mundo serem mal conhecidas.

Os investigadores concluíram que este nível de atividade aumentaria as temperaturas anuais na estratosfera em 0,5 a 2° Celsius (ou aproximadamente 1° a 4° Fahrenheit), o que alteraria os padrões de circulação global, abrandando as correntes de jato subtropicais até 3,5% e enfraquecendo a circulação de revolvimento estratosférico.

Como os gases de escape dos foguetões afectam a camada de ozono

A temperatura e a circulação atmosférica influenciam fortemente o ozono estratosférico, observou o coautor Robert Portmann, um físico investigador do Laboratório de Ciências Químicas, pelo que não foi surpresa para a equipa de investigação que o modelo tenha descoberto que as alterações nas temperaturas estratosféricas e nos ventos também causaram alterações na abundância de ozono.

Os cientistas descobriram que as reduções de ozono ocorreram a partir de 30 graus norte, ou seja, aproximadamente a latitude de Houston, em quase todos os meses do ano. A redução máxima de 4% ocorreu no Pólo Norte em junho. Todos os outros locais a norte de 30° N sofreram pelo menos alguma redução do ozono ao longo do ano. Este padrão espacial de perda de ozono coincide diretamente com a distribuição modelada do carbono negro e com o aquecimento que lhe está associado. Afirmou Maloney:

O resultado final é que o aumento projetado dos lançamentos de foguetes poderá expor as pessoas no Hemisfério Norte a um aumento da radiação UV nociva.

A equipa de investigação simulou também dois cenários de emissões maiores, de 30 000 e 100 000 toneladas de poluição por fuligem por ano, para compreender melhor os impactos de um aumento extremamente grande das futuras viagens espaciais utilizando motores alimentados a hidrocarbonetos. Pretendiam investigar mais claramente as reacções que determinam a resposta da atmosfera. Os resultados mostraram que a estratosfera é sensível a injecções relativamente modestas de carbono negro. As simulações de emissões maiores mostraram perturbações semelhantes, mas mais graves, da circulação atmosférica e da perda de clima do que o caso das 10.000 toneladas métricas.

Construir uma base de investigação

O estudo baseou-se em investigações anteriores realizadas por membros da equipa do autor. Um estudo de 2010 liderado pelo coautor Martin Ross, um cientista da The Aerospace Corporation, explorou pela primeira vez o impacto climático de um aumento dos lançamentos de foguetões produtores de fuligem. Um segundo estudo realizado na NOAA em 2017, no qual Ross foi coautor, examinou a resposta climática às emissões de vapor de água de um sistema de lançamento espacial reutilizável proposto, utilizando foguetes mais limpos alimentados a hidrogénio. Ross disse:

Nosso trabalho enfatiza a importância da destruição do ozono causada por partículas de fuligem emitidas por foguetes movidos a combustível líquido. Estas simulações alteram a crença de longa data de que a única ameaça dos voos espaciais à camada de ozono provinha dos foguetões de combustível sólido. Mostrámos que é nas partículas que reside a ação dos impactos dos voos espaciais.

Embora a nova investigação descreva a influência que a fuligem dos gases de escape dos foguetões tem no clima e na composição da estratosfera, os cientistas afirmaram que representa um passo inicial na compreensão do espetro de impactos na estratosfera decorrentes do aumento dos voos espaciais.

Os cientistas afirmaram que terão de avaliar as emissões de combustão dos diferentes tipos de foguetões. A fuligem e outras partículas geradas pelos satélites que se queimam quando saem de órbita são também uma fonte crescente e mal compreendida de emissões na atmosfera média a superior. Estes e outros tópicos necessitarão de mais investigação para se obter uma imagem completa das emissões da indústria espacial e dos seus impactos no clima e no ozono da Terra.

Conclusão: Um novo estudo da NOAA afirma que, com o aumento do número de lançamentos de foguetões nos próximos 20 anos, o carbono negro, ou fuligem, emitido por esses lançamentos poderá danificar a camada de ozono.

EarthSky Voices, 29 de junho de 2022