Физичари су открили како лансирање Фалцон 9 мења атмосферу

Како трошкови лансирања ракете у свемир опадају, тако се смањује и број лансирања ракета. У протеклој години, владе и компаније широм света су успеле испалио 133 пројектила у орбиту, оборивши 45-годишњи рекорд.

али постоји проблем. За ослобађање од Земљине гравитације потребна је ракета да ослободи огромну количину енергије за кратко време. Када ракета напусти Земљу, она Производи вруће издувне гасове Она мења физику и хемију атмосфере док пролази. ат папир Објављено у уторак у часопису физика флуидаДва физичара су симулирала лансирање ракете СпацеКс Фалцон 9 која је експлодирала у свемир.

Пронашли су неколико разлога за забринутост.

Угљични отисак није проблем

Ракете нису одговорне за придавање оволиког значаја Угљен диоксид у атмосфери. Типично лансирање сагорева отприлике исту количину горива као једнодневни комерцијални лет, али производи седам пута више угљен-диоксида.₂ – између 200 и 300 тона – као путнички авион. Ово је много више угљеника него просечна особа рођени у њиховом животуали то је грешка заокруживања у поређењу са 900 милиона тона угљен-диоксида^₂ Индустрија авио-превозника се кретала сваке године пре пандемије.

Али ово није цела прича. „Није нас брига за угљенични отисак пројектила. То је небитно,“ Истраживач Мартин Рос каже. За њега су честице у издувним гасовима ракета – углавном глинице и чађе – које су заиста важне. Ове честице се расипају и апсорбују сунчеву светлост. „Они мењају температуру и ротацију стратосфере“, каже Рос.

Нажалост, научници имају само слабо разумевање укупног утицаја лансирања пројектила на животну средину. „Тренутни ниво података о емисији ракета не пружа истраживачима довољно информација да у потпуности процене утицај лансирања на глобално окружење“, Рос каже.

Утицај високих емисија угљеника у атмосферу је неизвестан

Истраживачи који стоје иза нове студије раде на томе да акутније истакну проблем моделирањем издувних гасова из девет отвора ракете Фалцон 9 док је лансирана у свемир. Ове симулације укључују податке о ракети и погонском гориву (РП-1) са једначинама које описују како се гасови понашају у различитим условима. Уз озбиљну рачунарску снагу, истраживачи су били у стању да предвиде понашање издувних гасова након изласка из вентилационих отвора, на отприлике 0,6 миља (1 км) у висини.

Истраживачи су анализирали ослобађање упоређујући запремину издувних гасова ослобођених током једног километра путовања узбрдо кроз одређени опсег атмосфере (нпр. између 2 км и 2,99 км) са карактеристикама атмосфере на тој одређеној висини. Морали су да усвоје овај помало збуњујући метод јер физички и хемијски састав атмосфере варира на различитим висинама.

Утврдили су да је количина укупног издувног гаса „занемарљива“ у поређењу са околним ваздухом, чак и на великим висинама. Ово је изненађење јер је атмосфера много мање густа на већим висинама. Према њиховим прорачунима, количина издувних гасова коју емитује Фалцон 9 док путује између 70 километара и 70,99 километара (око 43 миље) је једна четвртина количине масе садржане у једном кубном километру (око 0,25 миља)³) из ваздуха на овој висини. (Ово преноси плаву линију на графикону испод).

Шта не То је занемарљива количина угљен-диоксида₂ Фалцон 9 улази у више нивое атмосфере док пролази (представљено црвеном испрекиданом линијом на горњој слици). Када њена висина пређе 43,5 км, пројектил почиње да ослобађа више од једног кубног километра угљен-диоксида.₂ За сваки пређени километар. Када достигне 43,5 миља (70 км), Фалцон 9 емитује више од 25 пута више угљен-диоксида.₂ Налази се у кубним километрима ваздуха на овој надморској висини.

А издувни гасови пројектила садрже више угљеника

То је више од угљен-диоксида. „Можда је то најважније [amount of] Угљенмоноксид (ЦО) и вода (Х2О) [in rocket exhaust] са сличним распоредом као и угљен-диоксид“, пишу аутори. Ово је забрињавајуће јер скоро да нема угљен-моноксида или воде повишене у атмосфери. Према томе, емисије ових возила на већим висинама дају значајнији допринос/висину количинама у траговима, ако их има, које су већ присутне.”

Водена пара се тренутно смрзава на овој висини, али истраживачи немају појма где су ти кристали леда. Угљенмоноксид реагује са хидроксидом (ОХ) да би се формирало више угљен-диоксида₂. Истраживачи су такође открили да опасне емисије издувних гасова које се називају термални оксиди азота (НОк) могу дуго да се задржавају у врућим рекама пре него што се прошире по атмосфери, посебно на нижим висинама.

хттпс://ввв.иоутубе.цом/ватцх?в=3Иуи6Ц8ЗФЗ4

Будућност је неизвесна, али истраживачи и регулатори узимају у обзир

Са нешто више од 100 лансирања годишње, неки кажу да загађење од пројектила није проблем. „Један од аргумената које су људи користили у прошлости је да не морамо да бринемо о ракетама или свемирској индустрији, или да је свемирска индустрија мала, и да ће увек бити мала“, Рос каже.

није пристао. „Мислим да развој догађаја који смо видели у последњих неколико година показује да … свемир улази у фазу веома брзог раста попут авијације коју је имао 1920-их и 1930-их.

Аутори који стоје иза нове студије осећају се на исти начин. „Верујемо да је проблем загађења атмосфере од лансирања ракета од виталног значаја и да се мора на одговарајући начин решити јер се очекује да ће се комерцијални свемирски летови, посебно, повећати у будућности“, написали су они.

Проблем загађења од пројектила постепено постаје све очигледнији и озбиљно се схвата на високим местима. Касније ове године, Светска метеоролошка организација и Програм Уједињених нација за животну средину ће објавити нови извештај који ће резимирати како ракетне емисије оштећују озонски омотач. Уз мало среће, ова пажња ће довести до тога да загађење атмосфере постане главни фактор футуристички дизајн пројектила.

Исправка: Ранија верзија овог чланка нетачно је навела да је ослобађање отпустило отприлике исту количину угљен-диоксида₂ Као целодневни излет. У ствари, типично лансирање сагорева исту количину горива као једнодневни лет, али производи скоро седам пута више угљен-диоксида.₂ емисије.