航天工業愛好者有宏偉的計劃。他們談論了不遠的未來,屆時數十萬甚至數百萬顆衛星繞地球運行,向未連接的人廣播互聯網,在軌道電腦中心處理數據,產生太陽能等等。但這個雄心勃勃的願景(許多業內人士認為遲早會成為現實)令大氣研究人員感到擔憂。
研究表明,自2020年巨型星座時代開始以來,衛星發射和重返大氣層造成的潛在危險高空空氣污染濃度顯著增加。根據研究人員「保守」的估計,到 2030 年全球太空領域將釋放更多 大氣中改變氣候的化學物質 比整個英國還要多。如果航太工業領導人預測的成長得以實現,那麼這種空氣污染,主要是 集中在大氣層的上層倫敦大學學院大氣化學和空氣品質教授 Eloise Marais 告訴 Space.com,在某個時刻,它將開始改變地球的氣候。
地球工程這個術語描述了一系列可能的干預措施,這些幹預措施可以扭轉因大氣中溫室氣體濃度增加而導致的全球氣溫上升。討論最多的地球工程方法之一是平流層氣溶膠注入,該方法涉及將大量光反射粒子釋放到平流層(地球大氣層的第二層)中,以減少到達地球的熱量。科學家正在研究這個想法,他們警告說,其影響可能是不可預測的,包括降雨模式、吃水的變化和不可預測的天氣變化。
馬萊是這些科學家之一,他所領導的團隊研究與衛星相關的空氣污染的影響。他們的最新研究發現,到 2029 年,星鏈、亞馬遜獅子座或中國國網和千帆計畫等巨型星座衛星發射造成的空氣污染將佔航太領域產生的所有污染的 40% 以上。
巨型星座 最常用於從近地空間向偏遠地區的用戶傳輸互聯網,這是一種快速增長的趨勢。它們依賴壽命較短的衛星,這些衛星每五年就會被更現代、更強大的技術取代。與考慮到更長任務的老式任務相比,頻繁更換意味著更頻繁的發射和更頻繁的脫軌。這反過來意味著更多的空氣污染進入原始的上層 地球大氣層。
「當今大多數大型星座發射都燃燒煤油燃料,因為它們通常依賴產生黑碳的獵鷹 9 號火箭,」Marais 說。 「這種黑碳被釋放到高層大氣中,並在那裡停留 2.5 到 3 年。因此,這種黑碳對氣候的影響比從船舶、汽車和發電廠等地表源釋放的黑碳大約 540 倍。”
研究人員透過計算特定時期內預期的衛星發射和重返大氣層可能產生的污染量來估計火箭發射造成的空氣污染的影響。雖然衛星發射主要產生黑碳,有可能使高層大氣變暖,但衛星重返大氣層會產生氧化鋁,這會破壞臭氧層。然後,團隊運行氣候模型來顯示污染物對地球的預期影響。
馬萊說:“該模型可以很好地告訴我們這種污染將破壞多少臭氧,以及這種污染將如何改變氣候。”
馬萊補充說,最新的模型是基於「保守」的數字,因為衛星數量的實際增長一直超出研究人員的預期。
根據統計,目前有超過 15,000 顆運行衛星繞地球運行 歐洲太空總署。這是內部包圍的地球大小的三倍 2020年。增加的主要原因是 SpaceX 的星鏈巨型星座目前由超過 10,000 顆衛星組成。
新的競爭者,包括 亞馬遜獅子座 中國營運商瓜旺和千帆正在建造自己的機隊。到 2030 年,一些 10 萬顆衛星 可能繞地球一周,預計未來幾十年將進一步急劇增加。
馬萊警告衛星發射數量不受監管的增加。釋放到地球上層的顆粒在某個時刻可能會達到對地球氣候產生影響的濃度。
馬萊表示,儘管到2029年衛星發射和重返大氣層產生的污染物濃度將僅達到地球工程幹預所需濃度的約百分之一,但衛星部署增加導致的污染物持續積累引起了人們的擔憂。
馬萊說:“在監管釋放和重返大氣層造成的污染方面,我們需要更加認真地對待。” “還需要投入更多的資金來研究這個問題,因為我們無法跟上航天工業的步伐。”
研究 於 5 月 13 日星期四發表在《地球的未來》雜誌上。









