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失效低軌衛星焚燒帶來新環境威脅,臭氧層恐更難恢復

2024年06月22日 首頁 » 熱門科技

失效低軌衛星焚燒帶來新環境威脅,臭氧層恐更難恢復


為滿足日益增長的全球網絡服務需求,未來10年可能有數萬顆通信衛星進入低地軌道,這些人造衛星已帶來天文學觀測困擾,最近科學家還提出另一個問題:當失效低軌衛星開始燃燒降落,還會破壞臭氧層。

低軌衛星汰換率高,壽命通常僅5年,衛星運營商需不斷發射新衛星才能維持高速低延遲的網絡服務,因此衛星污染研究除了早期主要集中在火箭燃料,現在科學家開始意識到大量失效衛星也可能衝擊高層大氣。

這些衛星一旦耗盡燃料就會落入大氣層焚燒,一路留下微小金屬顆粒痕跡。研究人員針對衛星材料分子、原子作用建模,分析材料如何隨能量不同變化,發現一顆典型的250公斤衛星在燃燒驟降期間會產生約30公斤氧化鋁納米粒子。

整體而言,假如SpaceX巨大的星鏈衛星計劃布局完成,則每年恐有約360噸微小氧化鋁粒子從離地50~85公里處釋放進入大氣,這些粒子30年後將飄落至平流層──保護地球的臭氧層所在地。

穩定氣體被紫外線分解會產生自由基(具有自由電子的原子或分子),而自由基會破壞臭氧分子循環導致臭氧流失,衛星燃燒產生的氧化物雖然不會直接與臭氧分子產生化學反應,但會引發臭氧與氯的破壞性反應,加上氧化鋁不會因此消耗,因此當它們飄過平流層,便能在數十年內持續導致一個又一個臭氧分子被破壞。

簡單說,衛星墜落軌跡會引發破壞臭氧層的化學反應。

最近有研究表明,大氣氧化物粒子數量從2016~2022年間增加了8倍,隨著低軌衛星數量增加,預計氧化物粒子也只會居高不下。

位於南極洲上空的「臭氧空洞」好不容易在各國監管氟氯烴排放下有所好轉,預計未來50年內恢復,然而氧化鋁增加趨勢可能因此中斷未來臭氧層恢復進展。

(首圖為示意圖,來源:AI生成)

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