在航天产业蓬勃发展推动下,地球夜空正被大量低轨人造卫星填满,这项发展带来无数机遇,也引发新环境问题,当全球火箭发射量迅速增加,受损的臭氧层恢复速度正因火箭污染物减缓。

火箭排放对臭氧层的影响相关研究始于30年前,这种危害原本被认为相对微小,但近年火箭发射市场逐渐活跃,科学家看法开始改变。

2019年,全球发射火箭次数才97次,但到2024年,这个数字已飙升至258次,未来几年还会迅速上升,由于地球中层、上层大气没有云驱动杂质洗涤过程,火箭排放物与太空碎片残留时间比来自地面的污染物长100倍,虽然多数发射活动位于北半球,但大气环流会将污染物传播至全球。

根据苏黎世联邦理工学院、坎特伯雷大学团队合作开发的新化学气候模型、PMOD/WRC物理气象观测值,研究人员模拟到2030年火箭发射如何影响臭氧层,假设2030年全球火箭发射次数达2,040次(约2024年8倍),则全球臭氧层平均厚度将变薄0.3%,南极上空的季节性(春天)臭氧层破洞甚至会变薄达4%。

地球臭氧层自从被人类活动产生的氯氟烃(CFCs)化合物破坏后,至今仍在疗伤,如今全球臭氧层厚度仍比工业化前低约2%,且预计2066年前都不会完全恢复。

现在火箭未管制的有害排放物氯气、碳微粒子(soot particles)逐年增加,氯通过催化剂破坏臭氧分子,碳微粒子暖化中层大气加速消耗臭氧的化学反应,可能导致臭氧层愈合速度延后数年甚至数十年,具体取决火箭行业发展情况。

多数火箭推进剂都会发布碳微粒子,氯排放则主要来自固体火箭引擎,当前唯一比较不会危害臭氧层的推进系统是使用低温燃料(例如液体氧和氢),但处理低温燃料的技术相对复杂,目前仅约6%火箭采取此技术。

除了火箭发射,低轨卫星退役再入大气层燃烧的过程也会产生各种金属粒子、氮氧化物等其他污染物,两者都可能加剧臭氧分子流失,研究人员强调,全球应尽快创建火箭排放监视机制,最大程度减少产生氯与碳微粒子,并推动火箭产业采用替代性推进系统,确保臭氧层如期恢复。

(首图来源:pixabay)