Когда плотность термосферы падает, снижается сопротивление воздуха. Это означает, что старые спутники и космический мусор дольше остаются на орбите, поскольку атмосфера медленнее притягивает их вниз для последующего сгорания. В результате обломки начинают засорять востребованные орбитальные участки и вероятность столкновений в космосе увеличивается.

По расчётам исследователей, к 2100 году пропускная способность наиболее популярных орбит Земли снизится на 50–66% по сравнению с уровнем 2000 года. В случае превышения допустимой вместимости спутников в отдельных зонах может начаться цепная реакция столкновений. Она приведёт к появлению огромного количества космического мусора, и в итоге спутники не смогут безопасно функционировать.

«Наши действия с парниковыми газами за последние сто лет влияют на работу спутников в ближайшее столетие», — пояснил один из авторов исследования, профессор MIT Ричард Линарес. Аспирант Уильям Паркер добавил, что рост числа запускаемых спутников, особенно таких как Starlink от SpaceX, увеличивает риски столкновений на фоне изменения климата.

Сегодня на низкой околоземной орбите, которая находится на высоте до 2000 километров от поверхности Земли, работает более 10 тысяч спутников. Они обеспечивают интернет-связь, навигацию, прогноз погоды и банковские операции. Только за последние 5 лет спутников на орбите появилось больше, чем за предыдущие 60 лет вместе взятые. Уже сейчас операторам приходится регулярно совершать манёвры, чтобы избегать столкновений.

Учёные также заметили, что термосфера сжимается не только под влиянием солнца, но и под действием парниковых газов. Если у поверхности Земли они задерживают тепло, вызывая глобальное потепление, то в верхних слоях атмосферы эти же газы тепло отдают. Это приводит к охлаждению и сокращению объёма термосферы. В последние десятилетия измерения сопротивления воздуха показали, что этот процесс происходит быстрее естественных циклов солнечной активности.

Авторы исследования предупреждают, что для решения этой проблемы необходимо одновременно ограничивать выбросы парниковых газов и более ответственно подходить к запуску спутников. Особенно это касается мегасозвездий, которые уже сейчас почти исчерпали орбитальные возможности отдельных участков пространства.

Работа проводилась при поддержке Национального научного фонда США, Военно-воздушных сил США и Совета по изучению окружающей среды Великобритании.