億萬富豪紛紛發(fā)射火箭,這是將人類送往最后疆域的勇敢嘗試,還是膨脹自我之間的虛榮之戰(zhàn)?
無論答案是什么,兩項(xiàng)獨(dú)立的研究已經(jīng)量化了這些太空項(xiàng)目對(duì)大氣的危害。
來自倫敦大學(xué)學(xué)院、劍橋大學(xué)和麻省理工學(xué)院的研究人員,以及美國國家海洋和大氣管理局 (NOAA) 的一個(gè)獨(dú)立團(tuán)隊(duì)的研究人員已經(jīng)表明,馬斯克 (Elon Musk) 、布蘭森 (Richard Branson) 和貝索斯 (Jeff Bezos) 各自運(yùn)營的太空項(xiàng)目正在以兩種截然不同的方式破壞大氣層:加劇全球變暖,以及消耗保護(hù)地球的臭氧層。
但并不是所有火箭對(duì)大氣層的破壞都是一樣的——有些火箭的危害比其他火箭更大。
倫敦-劍橋-麻省理工學(xué)院的研究小組研究了2019年發(fā)生的所有火箭發(fā)射和返回情況,發(fā)現(xiàn)火箭釋放的黑碳煙塵的全球變暖效應(yīng)是地球表面和飛機(jī)釋放的相同物質(zhì)的500倍。美國國家海洋和大氣管理局的研究小組還發(fā)現(xiàn),黑
碳排放產(chǎn)生的熱量導(dǎo)致平流層高處氣流發(fā)生變化,從而導(dǎo)致臭氧流失。
研究人員還研究了火箭重新進(jìn)入大氣層時(shí)產(chǎn)生的氮氧化物以及火箭燃料本身產(chǎn)生的氮氧化物是如何進(jìn)一步消耗臭氧的。他們說,這一過程直接破壞了國際協(xié)議在保護(hù)臭氧層方面所取得的進(jìn)展,而臭氧層可以保護(hù)生物免受太陽有害的中波紫外線的傷害。
該報(bào)告的作者、倫敦大學(xué)學(xué)院自然地理學(xué)副教授Eloise Marais說:“最讓我們驚訝的是,與包括飛機(jī)在內(nèi)的地表來源的煙塵顆粒相比,火箭產(chǎn)生的煙塵顆粒對(duì)氣候的影響要大400-500倍。這意味著,火箭發(fā)射的大幅增長將對(duì)氣候產(chǎn)生重大影響。”
研究人員還發(fā)現(xiàn),與其說更大的額外變暖影響是由火箭排放的物體成分造成的,不如說是由排放發(fā)生的地點(diǎn)造成的。
Marais告訴筆者:“火箭對(duì)氣候的影響比地球表面的排放源大得多,這是因?yàn)榛鸺l(fā)射所產(chǎn)生的煙塵顆粒的釋放高度較高。”這些煙塵顆粒在海拔大約10到50英里的地方被釋放出來,雖然它們會(huì)逐漸沉降到地球,但這需要很長時(shí)間。
“這是一個(gè)非常緩慢的過程,所以這些顆粒物對(duì)環(huán)境的影響會(huì)持續(xù)兩年或更長時(shí)間。相比之下,地球表面或接近地表的污染物只會(huì)持續(xù)一到兩周,因?yàn)榻涤昕梢苑浅S行У貜拇髿庵星宄@些顆粒。”Marais說道。
但研究人員還指出,雖然埃隆·馬斯克旗下的SpaceX和理查德·布蘭森的維珍銀河 (Virgin Galactic) 發(fā)射火箭使用的燃料中含有碳元素,在發(fā)射時(shí)會(huì)產(chǎn)生黑碳,但杰夫·貝索斯的藍(lán)色起源 (Blue Origin) 公司的火箭沒有產(chǎn)生黑碳,因?yàn)楹笳呤怯梢簯B(tài)氫驅(qū)動(dòng)的,這意味著它們對(duì)全球變暖的影響要小得多。
另一方面,Marais也告訴筆者,“藍(lán)色起源公司的火箭會(huì)產(chǎn)生水蒸氣和氮氧化物。氮氧化物會(huì)消耗平流層的臭氧,而水蒸氣是一種溫室氣體,會(huì)在中間層(平流層上方的一層大氣)產(chǎn)生云,而中間層的云是很罕見的。整個(gè)太空產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈也會(huì)產(chǎn)生其他污染物,比如在制造火箭和生產(chǎn)火箭燃料的時(shí)候。”
由研究科學(xué)家Christopher Maloney領(lǐng)導(dǎo)的NOAA報(bào)告進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了火箭黑碳在提高平流層溫度和改變?nèi)虼髿猸h(huán)流中所扮演的角色,“這兩者都會(huì)導(dǎo)致臭氧總量的減少,主要是在北部高緯度地區(qū)。”因此,SpaceX和維珍銀河的火箭發(fā)射產(chǎn)生的黑碳具有“雙重打擊”效應(yīng)。
盡管如此,研究人員認(rèn)為,火箭造成的大部分臭氧損耗是源于火箭組件在重新進(jìn)入大氣層時(shí)產(chǎn)生的排放。Marais解釋說:“在這些火箭當(dāng)中,造成臭氧損耗最多是SpaceX,因?yàn)樗褂玫氖谴笮投?jí)火箭,第一級(jí)被重復(fù)使用,第二級(jí)被丟棄。”
事實(shí)上,這種現(xiàn)象是任何進(jìn)入地球大氣層的碎片都會(huì)有的:進(jìn)入大氣中間層的隕石會(huì)提供一種持續(xù)的、“天然”的氮氧化物來源。“但如果我們繼續(xù)用燃燒太空垃圾的方式來處理太空垃圾,人類造成的排放將很快超過這種自然來源。”Marais補(bǔ)充說。
盡管在討論發(fā)現(xiàn)時(shí),Marais和她的同事們小心翼翼地避免做出價(jià)值判斷,但Marais說,人類迫切需要制定法規(guī)來限制這一快速發(fā)展的行業(yè)對(duì)環(huán)境的危害。
“這真的是一個(gè)跨學(xué)科的
專家群體的問題,他們可以根據(jù)我們的研究結(jié)果提供可行的建議。”Marais說。“與為有意義的研究而設(shè)計(jì)的發(fā)射,以及為社會(huì)提供電信和氣象等服務(wù)的衛(wèi)星相比,太空旅游顯然不是必須開展的活動(dòng)。”
在搭載富人和年邁演員的維珍銀河或藍(lán)色起源和運(yùn)載星鏈衛(wèi)星 (Starlink) 的SpaceX之間做一下區(qū)分或許是有用的。但對(duì)地球大氣層來說,這是一個(gè)沒有區(qū)別的區(qū)別?!?/div>
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