تغییرات اقلیمی زمین نه تنها بر اقیانوس‌ها، حیات‌وحش و کشاورزی سیاره تأثیر می‌گذارد، بلکه ممکن است بر فضای اطراف آن نیز اثر بگذارد. پژوهشی جدید تأثیر گازهای گلخانه‌ای بر جو بالایی زمین را بررسی کرده و نشان می‌دهد که این جو در طول زمان کوچک‌تر خواهد شد و توانایی آن برای نگه‌داشتن تعداد زیادی ماهواره، مانند وضعیت فعلی، کاهش خواهد یافت.
یک تیم از دانشمندان مؤسسه فناوری ماساچوست (MIT) با استفاده از شبیه‌سازی‌های مربوط به انتشار کربن در طول زمان، پیش‌بینی کرده‌اند که ظرفیت نگهداری ماهواره‌ها در مدار پایین زمین (LEO) به شکل چشمگیری کاهش خواهد یافت. آنها نتیجه گرفته‌اند که با کوچک‌تر شدن جو بالایی، زباله‌های فضایی برای مدت طولانی‌تری در مدار باقی می‌مانند و کاهش نیروی اصطکاک جو با زباله‌ها، خطر برخورد در فضا را افزایش خواهد داد. این تیم پیش‌بینی می‌کند که تا سال ۲۱۰۰، ظرفیت نگهداری ماهواره‌ها در محبوب‌ترین مناطق مدار پایین زمین، به دلیل تأثیرات گازهای گلخانه‌ای، بین ۵۰ تا ۶۶ درصد کاهش خواهد یافت. این نتایج در مقاله‌ای که روز دوشنبه در مجله Nature Sustainability منتشر شد، ارائه شده است.
ویلیام پارکر، دانشجوی تحصیلات تکمیلی در دپارتمان هوانوردی و فضانوردی MIT، به وب‌سایت Gizmodo گفت:
"با افزایش غلظت گازهای گلخانه‌ای، تروپوسفر (لایه‌ای از جو که ما در آن زندگی می‌کنیم) گرم می‌شود، اما جو بالایی یعنی استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر خنک و منقبض می‌شوند. ترموسفر نقش مهمی در ایجاد اصطکاک با زباله‌های فضایی ایفا می‌کند و به تدریج آنها را از مدار خارج می‌سازد. اما با انقباض جو به دلیل افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، زباله‌ها برای مدت طولانی‌تری در مدار باقی خواهند ماند و این امر خطر وقوع سناریوی برخورد زنجیره‌ای و غیرقابل‌کنترل را افزایش می‌دهد."
ترموسفر همان جایی است که ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) و بیشتر ماهواره‌ها به دور زمین می‌گردند. هم‌اکنون بیش از ۱۰,۰۰۰ ماهواره در مدار پایین زمین در حال گردش هستند. با افزایش انتشار گازهای گلخانه‌ای، احتمال برخورد بین فضاپیماها افزایش می‌یابد که این امر به ایجاد زباله‌های فضایی بیشتر منجر خواهد شد. در نتیجه، تعداد ماهواره‌هایی که می‌توانند در مدار پایین زمین با سطح خطر مشابه امروز فعالیت کنند، کاهش خواهد یافت.
پارکر توضیح داد که گازهای گلخانه‌ای مانند یک پتو عمل می‌کنند و با عایق کردن سطح زمین، تروپوسفر را گرم کرده و گرما را به سمت سطح زمین بازمی‌گردانند. نگهداری گرما در تروپوسفر به این معناست که گرمای کمتری به جو بالایی منتقل می‌شود. علاوه بر این، گرمایی که به جو بالایی راه پیدا می‌کند، توسط گازهای گلخانه‌ای به فضا بازتاب داده می‌شود.
"این دو عامل باعث سرد شدن طولانی‌مدت در استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر می‌شوند. این خنک شدن باعث انقباض می‌شود," پارکر افزود.
"اگر تا به حال یک بادکنک را در فریزر گذاشته باشید، می‌دانید که با کاهش دما، بادکنک کوچک می‌شود."
همین اتفاق در مقیاس جهانی برای جو بالایی زمین در حال رخ دادن است.
محققان این مطالعه سناریوهای مختلفی را در طول قرن آینده شبیه‌سازی کردند. در یکی از این سناریوها، غلظت گازهای گلخانه‌ای در سطح سال ۲۰۰۰ ثابت نگه داشته شد و در سناریوهای دیگر، انتشار گازها بر اساس مسیرهای اجتماعی-اقتصادی مشترک (SSP) که توسط هیئت بین‌دولتی تغییرات اقلیمی (IPCC) تعریف شده‌اند، تغییر کرد. افزایش انتشار گازها در طول زمان به کاهش قابل‌توجه ظرفیت نگهداری در مدار پایین زمین منجر شد.
با کاهش تخمینی تعداد ماهواره‌ها در مدار پایین زمین در طول زمان، این مطالعه هشدار می‌دهد که اگر ظرفیت ماهواره‌ها در یک منطقه خاص از حد مجاز فراتر رود، ممکن است به "بی‌ثباتی زنجیره‌ای" منجر شود. این پدیده شامل برخوردهای پی‌درپی خواهد بود که آن‌قدر زباله فضایی ایجاد می‌کند که ماهواره‌ها دیگر قادر به فعالیت ایمن در آن منطقه نخواهند بود.
با رشد بی‌سابقه صنعت فضایی، تقاضا برای فضاپیماها در مدار زمین نیز به سرعت در حال افزایش است. در سال ۲۰۲۳، تعداد کل ماهواره‌های فعال در مدار زمین ۳۵ درصد افزایش یافت. احتمالاً این رقم در آینده همچنان افزایش خواهد یافت.