摘要：航空航天业正蓬勃发展。据Statista的数据显示，在过去的15年里，每年火箭发射的次数几乎都会翻三倍（增加两倍），围绕地球轨道的卫星数量几乎增长了十倍。在过去十年内，落回地面的太空残骸（包括旧卫星和废弃火箭级）数量翻了一倍。专家说，现在每年都有几百吨的旧太空

高空污染严重，增长的航天器发射和燃烧，其带来的环境威胁不可忽视！

“如果我们在五年之后再采取行动，则为时已晚。”

一张卫星在地球大气层燃烧的模拟图

激增的火箭发射和卫星在地球大气层的燃烧，很可能再次引发全球环境紧急事故。专家们正在紧锣密鼓地探究这次新的威胁，以免为时已晚。

航空航天业正蓬勃发展。据Statista的数据显示，在过去的15年里，每年火箭发射的次数几乎都会翻三倍（增加两倍），围绕地球轨道的卫星数量几乎增长了十倍。在过去十年内，落回地面的太空残骸（包括旧卫星和废弃火箭级）数量翻了一倍。专家说，现在每年都有几百吨的旧太空垃圾在大气层中蒸发。

而这一切只是个开始。国际电信联盟已经收到了100万颗卫星的卫星频谱申请。此外，尽管不见得所有这些计划都能够实现，专家依旧预测，到本十年末，地球将可能被约十万架航天器环绕着。其中大部分的卫星将属于目前正在计划或部署的巨型星座项目之一，如SpaceX的星链计划（Starlink）。到那时，每年将会有超过3300吨（3000公吨）的太空垃圾在大气层中燃烧。

煤烟与氧化铝

目前使用的大多数火箭是化石燃料驱动的，会排放煤烟。这些煤烟储存有热量，并可能使地球大气层上层的温度升高。卫星在大气层中由于摩擦而焚烧会生成氧化铝，这种物质也会改变地球的热平衡。研究表明，这两种排放物都有破坏臭氧的潜在威胁，而臭氧是一种保护性气体，能够防止危险的紫外线（UV）到达地球表面。

六月份《地理物理研究快报》（Geophysical Research Letters）杂志刊登的一项研究发现，由于重返太空垃圾不断增加，中层大气和平流层（平流层最底层之上的两个大气层）中氧化铝的浓度在几十年内可能会增长65%。该研究得出结论，这种氧化铝的增加将会引起“潜在但显著的”臭氧损耗。

在一年前，来自美国国家海洋和大气局（NOAA）的团队产出过另一篇文章。文中得出的结论是，预计增加的火箭发射所排放的煤烟，也将同样会损耗臭氧。

而在一月份，在美国航空暨太空协会于佛罗里达州举办的研讨会上的另一项研发现出，平流层中氧化铝密度的增加，可能在平流层中产生“显著的温度异常”现象。

其他研究者表示，金属尘埃正在形成的由于卫星再入大气层，平流层中形成的金属灰罩，可能会干扰地球磁场。研究人员认为，卫星尘埃可能会削弱磁场，从而使得更多有害的宇宙辐射能够到达地表。

一位艺术家描绘的欧洲航天局星团星座的一颗卫星重返地球大气层。（图片来源：ESA）

大气层高处

不管是火箭还是重返地球卫星，它们都会将气体污染向大气层高处排放，而这些高度远不是地面污染源所能及。甚至飞行器的排放物也在对流层中。从另一方面来看，火箭在攀升穿越大气区域时，也将排放物带到了各层大气。

伦敦帝国理工学院的航天航空可持续性研究员塞巴斯蒂安·伊斯塔姆告诉太空网（Space.com），由于火箭发射的海拔之高，火箭空气污染是“未经测试的领域”。

伊斯塔姆说：“我们对于发射后果的理解，随着离地面越远而减少。”

空气污染颗粒越高，滞留在大气层中的时间越长，造成破坏的时间也越久。但伊斯塔姆还补充道，这些高海拔空气污染究竟会造成何种程度的破坏，尚不清楚。

重返地球的卫星产生的灰烬也在地球上空积累着。英国南安普顿大学航空航天副教授金敏宽（Minkwan Kim）表示，大多数卫星的质量在37到50英里（即60到80千米）的海拔燃烧殆尽。金敏宽领导了一项由英国航空航天局资助的国际项目，旨在评估卫星再入对环境造成的危害，并提出解决问题的方案。

“如果我们将微小的粒子置于一个非常高的海拔，它们将会停留在那里很长时间。”金告诉太空网（Space.com）“得有一两百年的样子”。

金和他的同事们认为，卫星操作员能够通过控制再入轨道，让这些卫星在更低的海拔燃烧，从而减少那些危险颗粒在高层稀薄的大气中滞留的时间。

金说：“如果我们在低海拔点燃，比方说20、30千米（即12到18英里），其生成的金属氧化物将会最终落到地面。”

深入火箭发射和卫星大气污染对于大气影响的研究还处于初步阶段，凯姆提到。然而他强调太空行业已经没有时间可供浪费了。随着重返大气层的卫星和火箭发射数量的预期增长，世界可能很快就会面临另一场重大的环境危机。

金说：“如果我们现在或未来五年不采取任何行动，可能就太晚了”。“早点开始可能意味着有更好的机会预防严重问题。就像二氧化碳排放一样，如果早点发生，我们对全球变暖的反应会更好。”

呼吁监管

金补充道，火箭飞行和重返大气层的卫星造成的空气污染目前不受任何规定的约束。

在美国，非营利组织公共利益研究小组（PIRG）最近呼吁向卫星运营商颁发许可证的联邦通信委员会停止所有巨型星座卫星发射，直到评估卫星再发射的环境影响。

自1986年以来，《国家环境保护法》的豁免意味着联邦通信委员会在授予卫星许可证之前不必进行环境影响审查。但专家表示，在过去的40年里，情况发生了变化，美国联邦通信委员会需要改变对卫星污染的态度。

这种新的环境威胁也不在所有现有国际空间和环境保护条约的范围内。

BY:Tereza Pultarova

FY:陆行灰

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来源：天文在线