更多的火箭发射可能会破坏臭氧层

这个世界上没有什么比火箭发射更能带来敬畏和惊奇的感觉了。 看着一座真正的钢塔以难以言喻的力量慢慢从地面升起,提醒我们尽管存在缺陷、分歧和分歧,人类仍能取得什么成就,在最短暂的时刻,这些壮丽的景象能够将我们所有人聚集在一起,无论种族怎样、信条和宗教。

这个国家在 1960 年代和 70 年代爱上了土星五号,因为它成功地将 24 人送上月球,其中 12 人在月球表面行走。 从 1980 年代到 2000 年代,航天飞机吸引了我们的心和想象力。 但是在 2011 年航天飞机退役之后,直到 SpaceX 开始将东西送入轨道,特别是当他们开始将自己的火箭降落在远洋驳船或着陆垫上时,没有真正吸引我们的火箭发射。

1969 年 7 月 16 日美国东部时间上午 9 点 32 分,阿波罗 11 号土星五号火箭运载火箭与宇航员 Neil A. Armstrong、Michael Collins 和 Edwin E. Aldrin, Jr. 一起从肯尼迪航天中心的发射场 39A 升空。 (来源:美国国家航空航天局)
2007 年 10 月 23 日,发现号航天飞机和它的七名 STS-120 机组人员前往地球轨道,并计划与国际空间站进行连接。(图片来源:NASA)

真正引人注目的是 SpaceX 将人们从美国本土发射回太空,因为这家私人航天公司已经使用他们的 Crew Dragon 航天器进行了七次载人航天发射,最近一次是 前往国际空间站的 Crew-4. 为了完成他们的载人任务,SpaceX 还经常将他们的 Starlink 卫星连同军用有效载荷一起发射到轨道上。 总体而言,SpaceX 在 2021 年向轨道发射了 31 枚火箭,到 2022 年已经发射了 26 次,这将彻底打破去年的记录。 这家开创性的公司还准备推出其 星舰原型 在未来的某个时候,他们希望最终将人们带到火星。


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2020 年 5 月 30 日星期六,美国宇航局的 SpaceX Demo-2 任务从发射场 39A 向国际空间站发射载有公司乘员龙飞船的 SpaceX Falcon 9 火箭,NASA 宇航员罗伯特·贝肯和道格拉斯·赫尔利在船上。这是第一次自 2011 年航天飞机退役以来,从美国本土进行的载人发射。(图片来源:NASA/Joel Kowsky)

随着其他私营公司在航天工业上崭露头角,包括联合发射联盟、Astra 和火箭实验室,可以肯定地说,观看火箭发射已成为家常便饭,发射次数只会继续增加(双关语)故意的)。 然而,尽管这些发射非常棒,但环境仍然需要付出代价。

在一个 最近的研究 发表在《地球物理研究大气杂志》上的美国国家海洋和大气管理局 (NOAA) 表明,以碳氢化合物为燃料的发射增加 10 倍,根据空间交通增长的近期趋势,这在未来 20 年内是合理的,这将损害臭氧层层,并改变大气环流模式。

“我们需要更多地了解燃烧碳氢化合物的发动机对平流层和地球表面气候的潜在影响,”主要作者、环境科学研究合作研究所 (CIRES) 研究科学家克里斯托弗·马洛尼 (Christopher Maloney) 说。在 NOAA 的化学科学实验室。 “通过进一步研究,我们应该能够更好地了解不同火箭类型对气候和臭氧的相对影响。”

Maloney 说,近几十年来发射率增加了两倍多,预计未来几十年将加速增长。 火箭是对流层上方人类产生的气溶胶污染的唯一直接来源,对流层是大气层的最低区域,延伸到地球表面上方约 4 至 6 英里的高度。

研究小组使用气候模型模拟了 50 年内每年注入北半球平流层的约 10,000 公吨烟尘污染的影响。 目前,估计每年排放 1,000 吨火箭烟尘废气。 研究人员警告说,人们对全球使用的不同碳氢燃料发动机排放的确切碳烟量知之甚少。 研究人员发现,这种活动水平将使平流层的年温度升高 0.5 – 2° 摄氏度(或大约 1-4 华氏度),这将通过将副热带急流减慢 3.5% 并减弱来改变全球环流模式。平流层翻转环流。

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该图描绘了每年 10,000 公吨烟尘排放(黑色)、30,000 公吨(蓝色)和 100,000 公吨(绿色)每年产生的全球平流层黑碳负荷。 50 年时间序列平均值直接标记在每条线的上方。 红色阴影表示模拟的前 10 年,这些年被排除在分析的其余部分之外。 目前的航天活动每年向平流层贡献约 1,000 吨黑碳。 (来源:NOAA 化学科学实验室)

化学科学实验室的研究物理学家罗伯特·波特曼指出,平流层臭氧受到温度和大气环流的强烈影响,因此研究小组发现,平流层温度和风的变化也会引起大气环流的变化。丰富的臭氧。 科学家们发现,在一年中的几乎所有月份,臭氧减少都发生在北纬 30 度或大致休斯顿纬度的极地。 6 月份北极出现了 4% 的最大降幅。 北纬 30° 以北的所有其他地区全年都经历了至少一些臭氧减少。 马洛尼说,这种臭氧损失的空间模式直接与黑碳的模拟分布以及与之相关的变暖相吻合。

“最重要的是,预计火箭发射的增加可能会使北半球的人们暴露在增加的有害紫外线辐射下,”马洛尼说。

这项新研究建立在 以前的研究 由航天公司的科学家 Martin Ross 领导。 虽然这项新研究描述了火箭尾气中的烟灰对气候和平流层成分的影响,但科学家们表示,这代表了了解增加的太空飞行对平流层影响范围的第一步。

新太空时代

随着SpaceX和上述私营公司以更频繁的速度发射,美国宇航局正计划派遣人类 回到月球 在未来几年内,中国正在利用其太空发射系统建造自己的 空间站 在地球轨道上,印度正在寻求发射自己的 载人任务 2022 年或 2023 年进入轨道 7 天。新太空时代已经启动并运行,但所有这些活动仍可能对地球造成损失。

我们将公布哪些关于火箭发射怎样影响地球的新研究? 只有时间会证明一切,这就是我们科学的原因!

与往常一样,继续做科学并继续寻找!

新闻稿: NOAA 研究新闻

资料来源: Ars Technica, 美国有线电视新闻网, 地球物理研究大气杂志, 地球物理研究快报, 美国国家航空航天局, 太空网, 金融快递