有了星際飛船,人們移居外太空不再是夢?

2024-08-07     天文在線

美國太空探索技術公司的星際飛船有多環保?

「星際飛船,有史以來最大的火箭,也是最髒的火箭之一。」

2024年3月14日,美國太空探索公司的Flight 3星際飛船火箭在測試飛行中再入大氣層時加熱,發出紅色的光。

當165英尺高(50米)的美國太空探索公司星際飛船在上周的第三次試飛中墜入印度洋時,環保意識強的觀察家們想知道,這個可能含有數百公斤殘餘燃料的不鏽鋼飛行器是否會危及海洋生物。好消息——還是眼見為實罷。星際飛船全程使用了世界上最環保的一種復合燃料。可持續發展領域專家警告說,火箭並非一扛到底。

國際太空安全促進協會執行主任托馬索﹒斯戈巴告訴太空網說:「(最新星際飛船發射的)碎片和燃料只是滄海一粟。」

星際飛船的猛禽引擎燃燒液態氧和液態甲烷,令人欣慰的是,這兩種物質存在的環境都沒有產生致毒性。

然而,世界上眾航天機構和發射運營商幾十年來已經證明,向海洋傾倒垃圾並非理性之舉。

太空可持續發展研究員維塔利﹒布勞恩告訴太空網說:「實際上傾倒的東西與航運和捕魚產生的其他工業材料類似。」國際法規《聯合國海洋法公約》要求所有國家『保護和維護所有海域的海洋環境』。實際上,各國向海洋傾倒垃圾違反了該條約。」

布勞恩最擔心的是埃隆﹒馬斯克計劃將星際飛船的發射頻率增加到每年數百次。每一次飛行載荷100多噸。這些衛星不僅會上升,在某個時刻,自然回落。

衛星和舊火箭在旋轉返回地球時燃燒,留下金屬灰燼,其成分令人擔憂。研究人員認為,衛星焚燒的殘留物可能破壞地球的臭氧層,並影響地球的磁場。大部分重返地球的物質在離地球表面75到50英里(120到80公里)的地方蒸發。同高度的火山灰顆粒則會永遠存在,也意味著濃度持續上升。

親眼看到美國太空探索公司的星際飛船之前,你可以自己買一個模型。它長13.77英寸(35厘米),與美國太空探索公司的星際飛船台式機模型的比例為1:375。它的材料是合金鋼,重量僅僅225克。

潔能還是不潔能?

但是對於頻繁的星際飛船發射還有其他的擔憂。甲烷無毒,而且是自然界中常見的一種氣體,從城市供暖到發電再到運輸,它被用於為一切提供動力的領域。燃燒時,它會轉化為二氧化碳和水蒸氣。儘管甲烷燃燒的溫室氣體總排放量低於燃燒石油或煤炭,但這種氣體仍然會導致溫室效應變暖,這是人類目前正在努力阻止的。

根據蘇格蘭格拉斯哥喀里多尼亞大學環境管理助理教授安德魯﹒威爾遜的說法,一艘星際飛船發射會產生76,000公噸二氧化碳當量(一種將不同類型的溫室氣體結合在一起的測量方法)。這是美國太空探索公司獵鷹9號單次發射產生的排放量的2.72倍,但僅為獵鷹重型發射產生的排放量的0.96倍。獵鷹9號和獵鷹重型火箭燃燒的都是更髒的石油基火箭燃料RP-1,所以它們每噸發射的碳排放要高得多。例如,獵鷹9號的有效載荷能力不到星際飛船的六分之一。

碳排放並不是星際飛船對全球變暖的唯一貢獻。水蒸氣也是一種強有力的溫室氣體。地球大氣層的高層自然含有很少的水蒸氣,科學家們不知道火箭在高海拔地區排放的廢氣產生的水蒸氣會對地球造成什麼影響。最重要的是,星際飛船排放物含有煙灰,在上層大氣擴散,吸收入射的熱量,產生輻射強迫效應,導致不可控變暖。甲烷在大氣中吸收熱量的能力是二氧化碳的90倍,從加工和儲存設施以及天然氣管道泄漏的甲烷是全球溫室氣體排放的主要途徑。

對大氣影響的全面估算還將包括星際飛船製造過程中產生的溫室氣體,這是在德克薩斯州南部美國太空探索公司的星際基地工廠進行的。但這是一個更難確定的數字。

高層大氣中的火箭廢氣污染可能影響地球氣候

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—— 埃隆﹒馬斯克說,美國太空探索公司的星際飛船總有一天會去星際旅行

碳排放量

威爾遜警告說,星際飛船的龐大規模和美國太空探索公司計劃發射的頻率意味著,從長遠來看,這枚巨型火箭的環境足跡不太可能只是飛鴻一瞥。

威爾遜說:「從歷史上看,航天部門已經從不同的立法中獲得了很多豁免,因此,他們基本上能夠大展拳腳。」「星際飛船,是有史以來建造的最大的火箭,也是最髒的火箭之一。」

目前,太空飛行的溫室氣體排放總量可以忽略不計,相當於航空碳排放量的1%或2%,而航空碳排放量本身約占全球溫室氣體排放總量的2.5%。但近年來,火箭發射數量急劇上升。據天文學家和太空時代歷史學家喬納森·麥克道爾稱,2023年全球共有223次太空飛行嘗試,打破了紀錄。這是2016年85次嘗試的兩倍多。僅美國太空探索公司一家公司去年就發射了創紀錄的96枚軌道火箭,並計劃在2024年發射近150枚。美國太空探索公司的大膽野心讓威爾遜等科學家感到擔憂。

威爾遜說:「如果規模擴大,美國太空探索公司公司發射的星際飛船越來越多,就像他們說的那樣,對我們環境的影響就會隨著時間累積起來。」

除了像埃隆﹒馬斯克(Elon Musk)設想的那樣,使人類能夠殖民火星之外,星際飛船還被提議作為下一代洲際旅行的手段,可以將地球上最長的旅行時間縮短到僅僅一個小時。

「以飛機為參照,導致航空器污染有相當明顯的數量級的差異,」威爾遜說。

威爾遜表示,當大多數行業的工程師都在撓頭,思考如何按照國際氣候保護承諾的要求,在本世紀中葉實現脫碳時,馬斯克和他的公司正在發展一項對環境影響未知的碳密集型業務。

2015年在法國首都巴黎舉行的聯合國氣候變化大會上簽署的《巴黎協定》倡議各國將全球變暖程度限制在與工業化前時代相比的2.7華氏度(1.5攝氏度)以內。到目前為止,這個目標似乎正在從我們的指縫中溜走。事實上,根據歐洲哥白尼氣候變化服務中心的數據,在2023年,全球氣溫有50%的月份超過了2.7華氏度的F閾值。

威爾遜總結說:「我們正處於一場氣候危機中,已經看到氣候變暖接近《巴黎協定》的目標,又製造了一個巨大的發射器,只會向大氣中排放更多的二氧化碳。」

BY:Tereza Pultarova

FY: Jane

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