IT之家 5 月 14 日消息，倫敦大學(xué)學(xué)院研究人員主導(dǎo)的一項(xiàng)新研究發(fā)現(xiàn)，自 2019 年起大規(guī)模批量發(fā)射至太空的巨型衛(wèi)星星座系統(tǒng)所產(chǎn)生的強(qiáng)污染，到本十年末將占到航天領(lǐng)域污染總氣候影響的近一半（42%）。

IT之家注意到，該研究發(fā)表于《Earth's Future》期刊，研究團(tuán)隊(duì)分析了火箭發(fā)射頻次不斷增加、廢棄箭體及報(bào)廢衛(wèi)星重返地球所產(chǎn)生的大氣污染。這些污染源釋放的黑碳（煤煙）在高層大氣中的留存時(shí)間，遠(yuǎn)長(zhǎng)于地面污染源產(chǎn)生的黑碳，對(duì)氣候造成的影響更是高出 500 倍。

研究團(tuán)隊(duì)利用 2020 至 2022 年火箭發(fā)射與衛(wèi)星部署數(shù)據(jù)，預(yù)測(cè)了直至本十年末的排放趨勢(shì)。分析顯示，2020 年這類巨型衛(wèi)星星座對(duì)航天領(lǐng)域氣候總影響的貢獻(xiàn)率約為 35%，到 2029 年這一比例將升至 42%。

研究還發(fā)現(xiàn)，大型一次性衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)射和再入大氣層產(chǎn)生的重度大氣污染物，正在高層大氣中快速累積，減少抵達(dá)地球表面的太陽(yáng)光。到 2029 年，這類不斷累積的污染將產(chǎn)生與地球工程擬議技術(shù)相近的效果 —— 即通過(guò)向高層大氣投放顆粒物遮擋部分陽(yáng)光，從而給地球降溫。

研究同時(shí)指出，衛(wèi)星帶來(lái)的環(huán)境影響并非全是負(fù)面的?；鸺l(fā)射產(chǎn)生的煤煙會(huì)對(duì)地球氣候產(chǎn)生輕微降溫效應(yīng)。不過(guò)，相較于同期全球變暖導(dǎo)致的地球升溫幅度，這一降溫作用微乎其微。

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、倫敦大學(xué)學(xué)院地理系埃洛伊絲?馬賴斯教授表示：“航天產(chǎn)業(yè)污染就像一場(chǎng)小規(guī)模、無(wú)監(jiān)管的地球工程實(shí)驗(yàn)，可能引發(fā)諸多意料之外且嚴(yán)重的環(huán)境后果。目前其對(duì)大氣的影響尚且有限，我們?nèi)杂袡C(jī)會(huì)提前采取行動(dòng)，避免問(wèn)題惡化至難以逆轉(zhuǎn)和修復(fù)的地步。迄今為止，針對(duì)這類污染的有效監(jiān)管舉措十分有限?！?/p>

此外，研究人員表示，他們的預(yù)測(cè)很有可能低于實(shí)際水平。未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)基于巨型衛(wèi)星星座時(shí)代初期（2020—2022 年）的發(fā)展態(tài)勢(shì)，但 2023 至 2025 年的火箭發(fā)射數(shù)量已超出預(yù)期，未來(lái)數(shù)年還將有更多衛(wèi)星計(jì)劃發(fā)射升空。

馬賴斯教授補(bǔ)充道：“在全球變暖的大背景下，我們模型測(cè)算出的陽(yáng)光減少所帶來(lái)的降溫效應(yīng)，看似是利好變化，但我們必須保持極度謹(jǐn)慎?！?/p>

由巨型衛(wèi)星星座主導(dǎo)

研究團(tuán)隊(duì)模擬分析了巨型衛(wèi)星星座發(fā)射及再入過(guò)程中產(chǎn)生的所有主要污染物。這類新型衛(wèi)星任務(wù)由成百上千顆低地球軌道衛(wèi)星組成，過(guò)去數(shù)年間直接推動(dòng)火箭發(fā)射與再入次數(shù)呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。

SpaceX 提供互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)的星鏈系統(tǒng)，是目前最知名的巨型衛(wèi)星星座。截至目前其在軌衛(wèi)星數(shù)量已近 1.2 萬(wàn)顆，是全球規(guī)模最大的衛(wèi)星星座；與此同時(shí)，各大競(jìng)品系統(tǒng)也已部署數(shù)百顆衛(wèi)星。論文作者指出，此前預(yù)估本十年末將再發(fā)射 6.5 萬(wàn)顆衛(wèi)星的預(yù)測(cè)已然過(guò)時(shí)，結(jié)合近期企業(yè)申報(bào)計(jì)劃來(lái)看，該預(yù)估也過(guò)于保守。

研究發(fā)現(xiàn)，盡管巨型衛(wèi)星星座時(shí)代從 2020 年才正式開啟，但這類衛(wèi)星任務(wù)目前已消耗超半數(shù)火箭燃料，且規(guī)模仍將持續(xù)擴(kuò)張。航天行業(yè)急于部署新星座、擴(kuò)容現(xiàn)有星座，使得年度火箭發(fā)射量從 2020 年的 114 枚增至 2025 年的 329 枚，漲幅接近兩倍，其中主要由 SpaceX 獵鷹 9 號(hào)火箭支撐。

對(duì)大氣的影響

獵鷹 9 號(hào)火箭采用煤油基燃料，發(fā)射過(guò)程中會(huì)向高層大氣釋放煤煙顆粒。受大氣環(huán)流緩慢的影響，火箭發(fā)射產(chǎn)生的煤煙會(huì)在高層大氣中滯留數(shù)年之久。這與汽車、發(fā)電廠等地面污染源截然不同，地面排放的煤煙會(huì)通過(guò)降雨等氣象作用被清理出大氣。污染物在大氣中留存時(shí)間越久，產(chǎn)生的影響就越大。

最終測(cè)算得出，火箭發(fā)射排放的煤煙，改變氣候的效力約為地表附近排放煤煙的 540 倍。

研究團(tuán)隊(duì)預(yù)估，到 2029 年，航天產(chǎn)業(yè)每年將向大氣排放約 870 噸煤煙。作為對(duì)比，英國(guó)所有乘用車每年的煤煙排放量為 728 噸（英國(guó)政府最新排放數(shù)據(jù)），航天行業(yè)屆時(shí)的排放規(guī)模將超過(guò)英國(guó)全部乘用車排放總和。

論文第一作者、倫敦大學(xué)學(xué)院地理系康納?巴克博士表示：“火箭發(fā)射是一種特殊污染源，直接將有害化學(xué)物質(zhì)注入高層大氣，污染地球僅剩的相對(duì)潔凈的空域環(huán)境。盡管目前這類煤煙對(duì)氣候的影響遠(yuǎn)小于其他工業(yè)污染源，但其極強(qiáng)的污染效力意味著，我們必須在其造成不可逆危害前及時(shí)采取行動(dòng)。”

臭氧層損耗

研究團(tuán)隊(duì)還探究了巨型衛(wèi)星星座對(duì)臭氧層的影響。臭氧層可保護(hù)地球免受太陽(yáng)有害紫外線輻射。衛(wèi)星發(fā)射會(huì)向大氣釋放氯等化學(xué)物質(zhì)，直接與臭氧發(fā)生反應(yīng)并破壞臭氧層；火箭發(fā)射和航天器再入還會(huì)產(chǎn)生微小顆粒物，為臭氧損耗反應(yīng)提供附著界面，進(jìn)一步加速臭氧層破壞。

研究基于當(dāng)前趨勢(shì)判斷，巨型衛(wèi)星星座發(fā)射對(duì)臭氧層的整體影響較?。好河腿剂匣鸺粫?huì)產(chǎn)生氯，且目前絕大多數(shù)巨型衛(wèi)星星座并未使用會(huì)排放氯的火箭發(fā)射。到 2029 年，全球所有火箭發(fā)射造成的臭氧損耗僅為 0.02%，而受《蒙特利爾議定書》管控的消耗臭氧層物質(zhì)造成的損耗達(dá) 2%；巨型衛(wèi)星星座任務(wù)在 2029 年所有航天任務(wù)的臭氧損耗中，占比不足十分之一。

目前更多巨型衛(wèi)星星座的部署工作已提上日程，其中部分星座將使用會(huì)釋放氯的燃料，這類項(xiàng)目的潛在環(huán)境影響尚不確定。