太空垃圾正在无形中污染地球,而我们才刚刚发现
甚至太空垃圾一项新的研究发现,在设计时考虑到处置是地球周围的污染存在。那些块火箭和空间站以及燃烧的死卫星大气层再入在我们星球的大气层中留下微小的金属痕迹。
目前,尚不清楚这些痕迹可能产生什么影响。但随着向太空发射物体的速度越来越快,预计平流层中的金属蒸气量只会增加。
由美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的物理学家丹尼尔·墨菲(Daniel Murphy)领导的一组研究人员说,这是一个发现,要求调查大气中金属蒸气的影响,并预测它将如何随着时间的推移而变化。
“目前,平流层颗粒中的耐火材料主要是来自天然陨石源的铁、硅和镁,”研究人员在他们的新论文中写道.
“然而,预计在未来10到30年内,上级火箭和卫星再入的材料数量将急剧增加。因此,平流层硫酸颗粒中的铝含量预计将与陨铁的含量相当甚至超过陨铁的含量,对夹杂物和冰成核的影响未知。
虽然有地球轨道上有很多垃圾从人类太空时代的早期开始,最近的发射都是在考虑到有限的寿命的情况下进行的。最终将脱离轨道并落回地球的航天器正在设计中,使用将在高层大气中燃烧的材料,而不是坠落到地表。
但目前还不清楚再入大气层的汽化副产品会发生什么。墨菲和他的同事们想知道这些脱轨的蒸气是否在平流层中徘徊。他们采集了平流层气溶胶的样本,并使用NASA上的激光质谱仪(PALMS)仪器的颗粒分析对其进行了分析。WB-57高空飞机。
平流层中的气溶胶主要是硫酸液滴,由羰基硫化物气体的氧化产生,这种气体既自然发生又发生作为污染物在大气中。这些液滴可能含有从流星进入大气层中获得的微量金属和硅,其表面在坠落时蒸发。
该团队分析了大约50万个单独的气溶胶液滴,寻找航天器制造中使用的金属痕迹。他们检测到大约20种金属。
其中一些金属的比例与蒸发的流星一致:但其他金属,如锂,铝,铜和铅,超过了流星烧蚀的预期数量。研究小组发现,这种超额与航天器制造的预期比例一致。
他们发现的其他金属,如铌和铪,在航天器中很常见,但在流星中根本不常见。总体而言,研究小组发现大约10%的高于一定尺寸的平流层气溶胶保留了汽化航天器的颗粒。
这可能会对地球和大气产生多种影响。这些颗粒的存在可能会影响水在平流层中冻结成冰的方式,并影响平流层气溶胶颗粒的大小。它们还可以诱发盐沉积在气溶胶颗粒上,并改变平流层折射的光。
研究人员说,这些可能看起来像是微妙的变化,但它们可能会产生我们真正应该调查的意想不到的后果。
“航天工业已经进入了一个快速增长的时代。拥有数以万计的小型卫星计划用于低地球轨道,增加的质量将被分成更多的再入事件,”他们得出结论.
“鉴于现在10%的平流层颗粒含有增强型铝,并且有更多的再入事件,很可能在未来几十年内,含有铝和其他金属的平流层硫酸颗粒的百分比将与现在含有陨石金属的大约50%相当。
该研究已发表在美国国家科学院院刊.