SpaceX的第七枚星舰爆炸对大气造成了多少污染?

角落里的搬运工 2025-02-04 09:37:04

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星舰IFT-7的碎片从空中坠落。(图片来源:Dean Olson via Twitter)

SpaceX的星舰(Starship)巨型火箭在一月中旬的快速非计划解体(即爆炸)中,将炽热的金属碎片洒落在加勒比海,可能向地球大气的上层释放了大量有害空气污染物。

根据天文学家和太空碎片专家乔纳森·麦克道尔(Jonathan McDowell)的说法,火箭的上级在大约146公里的高度爆炸,重量约为85吨,不含推进剂。根据伦敦大学学院(University College London)大气化学研究员康纳·巴克(Connor Barker)的估计,其重返地球大气层的过程中可能产生了45.5公吨的金属氧化物和40公吨的氮氧化物。特别是氮氧化物以其可能损害地球保护性臭氧层而闻名。

巴克最近在《自然》(Nature)杂志上发表了一份关于火箭排放和卫星重返大气层污染物的清单,并在事故发生后不久在他的LinkedIn个人资料上发布了这些估算。然而,他在给Space.com的电子邮件中强调,这些数字只是粗略的初步估算,而不是对事故环境影响的准确计算。

然而,在巴克的LinkedIn帖子中,这位科学家表示,事故中可能产生的金属空气污染量相当于每年在地球大气中燃烧的三分之一陨石物质所产生的污染量。

确切地说,星舰事故在高层大气中产生了多少污染很难确定。例如,科学家们也不确定巨型火箭的质量有多少被燃烧掉,又有多少落到了地球上。

麦克道尔告诉Space.com,“许多吨”可能溅落到海洋中。

幸运的是,星舰的上级是由不锈钢制成的,而不是像卫星和包括SpaceX的猎鹰9号(Falcon 9)在内的许多其他火箭的上级那样由铝制成。铝在卫星重返大气层时高温燃烧会产生铝氧化物,即氧化铝,这是一种以其可能损害臭氧层和改变地球大气反射性而闻名的白色粉末状物质。

近年来,围绕地球的卫星数量及其随后的大气重返次数迅速增加。随着这一趋势,释放到中间层和上平流层——大气中原本洁净的中层——的氧化铝数量也在急剧上升。中间层和上平流层的空气污染令科学家担忧,因为其产生的高海拔意味着污染物在空气中停留的时间非常长。

科学家们认为,来自燃烧卫星的氧化铝数量已经接近自然太空岩石如小行星或流星体在大气中消亡时产生的水平,这些自然太空岩石仅含有微量的铝。在重返大气层过程中产生的氮氧化物数量也接近自然太空岩石产生的水平。

氮氧化物是在太空岩石或太空碎片以超音速速度压缩周围空气时产生的。氮原子加热并与氧气反应,形成有害的氧化物。

随着火箭发射次数的预期增加以及卫星舰队的增长和随后的重返频率,这些有害气体和颗粒的浓度可能迅速上升。污染物可能会阻碍地球臭氧层的恢复,加剧过去用于气雾喷雾和冰箱的消耗臭氧物质造成的损害。来自燃烧卫星的空气污染也可能改变地球大气保留热量的方式,可能对地球气候产生严重后果。

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