Axiom 发射:为什么商业太空旅行可能是空气污染的又一巨大飞跃

SpaceX/Flickr, CC BY-NC‘ 宽度=”800″ 高度=”394″> SpaceX 正在寻求扩大其职权范围,将商业近地轨道发射包括在内。 信用: SpaceX/Flickr, CC BY-NC

Axiom-1 任务 将四名私人宇航员送往国际空间站是美国宇航局计划扩大国际空间站的众多任务中的第一个 商业用途 作为所谓的一部分 近地轨道经济.

Axiom-1 任务的指挥官强调,这不是 example 的 太空旅游,因为机组人员接受了培训,任务包括进行生物医学研究的计划。

据报道,船员——所有年龄在 52 至 71 岁之间的男性——支付了高达 5500 万美元(4230 万英镑) 每张票,这笔钱无疑将资助地球上一项强大的生物医学研究计划。 但除了可笑的票价之外,我还担心这种太空旅行对环境的潜在影响。

该任务使用SpaceX Falcon 9 Block 5火箭,机组人员位于Crew Dragon航天器的顶点。 火箭有两个阶段:一个可重复使用的助推器,它容纳了大部分(大约五分之四)的燃料并返回地球进行重复使用,另一个是废弃的第二阶段。

助推器达到约 140公里 在返回地球之前。 将航天器推进到国际空间站所需的能量来自 燃烧反应 在火箭级煤油和液氧之间,释放对环境有害的副产品。

火箭发射和返回可重复使用的组件会将空气污染物和温室气体释放到多个大气层中。 在中层和高层大气中,这些可以持续 与在地球表面或附近释放的等效污染物相比,它们最多会持续数周。 这是因为很少有化学反应或天气事件将污染物冲出中层和上层。

维基媒体‘>艺术家对与国际空间站对接的 SpaceX Crew Dragon 飞船的印象。 信用: 维基媒体

强效污染物

SpaceX 猎鹰火箭使用的煤油燃料是碳氢化合物的混合物,由碳和氢原子组成。 它们与液氧反应形成二氧化碳 (CO2)、水蒸气 (H2O) 和黑碳或烟灰颗粒,这些颗粒从空气中释放出来。 火箭尾气.

CO₂ 和 H₂O 是强效温室气体,黑色烟尘颗粒在吸收太阳光线方面非常有效。 这意味着所有这些化学物质都会导致地球大气变暖。

由于非常高的温度导致通常稳定的氮和氧分子之间发生键合反应,因此在发射过程中也会形成活性空气污染物氮氧化物 (NOx)。 火箭的可重复使用部件也会产生 NOx 返回地球,由于其隔热罩在 40 公里至 70 公里处呼啸而过中间层时摩擦产生的极端温度。

当这些颗粒与臭氧层(在平流层)接触时,它们会转化为 臭氧变成氧气,耗尽保护地球免受太阳有害紫外线辐射的脆弱外壳。

尽管与全球飞机行业的二氧化碳排放量相比,此次发射的总二氧化碳排放量很小,但每位乘客的排放量将是长途飞行的约 100 倍。

烟尘排放量也比飞机工业少得多,但排放到中高层大气中时,烟尘具有变暖效应 500 倍以上 比接近地球的水平。 这部分是因为通常没有云,很少甚至没有气溶胶与烟灰竞争以吸收太阳光线。

Axiom 联合创始人将在低地球轨道内创建工业和贸易网络的潜在机会比作早期的 发展互联网,现在是一种几乎普遍可用的技术。 如果我们扩展这个类比,想象同样高水平的低地球轨道经济,火箭发射可能会变得比仅仅 146 次发射 2021年实现。

这种情况将大大改变地球的气候并破坏我们在修复臭氧层方面取得的重大进展。 至少,迫切需要研究来评估蓬勃发展的低地球轨道经济对我们地球下方的影响。