太空竞争加剧卫星报废风险
艾伦戴尔盖蒂图片社
当我们仰望夜空，看到一颗卫星缓缓划过时，或许并不会想到气候变化或臭氧层问题。
太空看似与维系地球生命所依赖的环境系统相分离。但如今，人类在卫星的设计、发射及退役处理方式上所采取的做法，正日益影响着这些环境系统。
近年来，卫星发射数量急剧增加。目前地球轨道上已有近15000颗在轨运行的卫星，其中大部分属于巨型星座，每颗卫星的设计寿命仅有几年。
新卫星必须迅速发射以作为替代。为避免让已失效的旧卫星滞留在本就拥挤的近地轨道上，大多数卫星运营商会主动将其离轨，使其进入地球高层大气层。
在这里，它们会燃烧殆尽或碎裂成更小的碎片：这一过程被称为可消解性。实际上，卫星已成为一次性文化的一部分。
这一做法如今正被推向大得多的规模。我们担忧其对地球气候和大气的影响。
潜藏的气候与臭氧层风险
上月，SpaceX向美国联邦通信委员会（FCC）提交申请，请求批准发射额外一百万颗卫星，用于尚未经过验证的人工智能数据中心。
这一庞大数量并非唯一问题。SpaceX的星链第二代迷你卫星单颗质量约为800千克，相当于一辆小型汽车；后续版本的质量预计将达到约1250千克。计划中的第三代卫星体积更为庞大，其规模可与波音737客机相媲美。
火箭发射已对气候变化和臭氧层损耗产生影响。若大规模开展航天活动，例如部署数量达百万级、尺寸与民航客机相当的卫星，将显著加剧平流层加热效应与臭氧损耗，远超以往评估结果；同时，失效卫星持续再入大气层烧蚀的过程，将进一步放大此类环境影响。
目前，烧蚀的卫星尘埃已进入大气层。科学家在研究高层大气中的气溶胶时，已检测到航天器再入过程中释放的金属成分。近期，在某型运载火箭不受控再入过程中，亦检测到了锂元素。
这只是已规划的巨型卫星星座未来可能部署规模的一小部分——而SpaceX远非唯一参与者。全球其他运营商已申请部署的卫星总数合计超过一百万颗。
与此同时，卫星制造方通常不公开其航天器的材料构成，因此其对环境的全部影响仍缺乏充分认识。
科学家假设其中很大一部分是铝，燃烧后会生成氧化铝颗粒，但具体材料组成及所产生的颗粒尺寸仍缺乏明确约束。
但我们知道，比人类头发还要细小的微粒，可在大气中悬浮数年之久，从而影响臭氧层并加剧气候变化。
基于与先前研究类似的假设，我们估计一百万颗卫星可能导致一太克（十亿公斤）的氧化铝在高层大气中累积——这一数量加上发射所产生的排放物，足以显著改变大气化学组成和加热过程，其影响之剧烈尚不为我们所知。
没有任何公众授权允许某国的单一公司对地球大气层进行如此大规模的改变。
后果并不仅限于大气层。并非所有再入大气层的卫星都会完全烧毁；已有碎片坠落到地面，而由大型星座卫星再入所导致人员伤亡的概率目前约为每五年40％——随着轨道上卫星数量的增加，对人员和航空器的风险也在上升。
这些来自SpaceX龙飞船所搭载的一次性舱段的碎屑残片，坠落在加拿大萨斯喀彻温省的农田中。 萨曼莎劳勒，知识共享署名非商业性使用许可
在太空中，形势同样严峻：外层空间研究所的碰撞风险预警时钟显示，若卫星停止主动规避，预计将在约3。8天内发生碰撞。
许多专家认为，我们正处于凯斯勒综合征的初期阶段：即一系列碰撞引发的连锁反应，导致太空碎片数量急剧增加。
我们的天空不是垃圾场
我们的夜空，尤其是在新西兰备受珍视，是地球上所有人仍在共享的少数事物之一。
根据天文学家构建的模拟结果，按SpaceX所提出的规模部署的卫星星座，将在全球各地夜空中呈现出数千颗肉眼可见的卫星。最终，肉眼可见的卫星数量可能超过肉眼可见的恒星数量。
对于科学家而言，观测恒星的演化末期现象以及搜寻系外行星将变得更加困难。观星活动、天文旅游以及文化天文学也将因此在全球范围内受到显著影响。
这意味着，美国联邦通信委员会（FCC）针对SpaceX相关提案所作出的裁决——目前正向公众开放意见征询——可能影响每一个人：无论是大气环境的变化、近地轨道碰撞风险的上升，还是自然夜空景观的逐渐消失。
一种正在讨论的方案是将失效卫星送入远离地球的轨道进行处置。但此举需要为每颗卫星消耗更多燃料以摆脱地球引力，从而增加有效载荷，并加大火箭发射对环境的影响。部分碎片仍可能重返地球。
随着太空探索企业持续推进大规模发展，全球层面的监管亟需加强：在缺乏统一上限的体系中，仅对某一家企业实施监管，只会使问题转移至其他主体。作为当前规模最大的运营方，太空探索企业理应率先推动环境可持续解决方案，正如历史上某些企业在特定时期主动引领行业环保实践那样。
第一步是界定卫星发射与再入大气层的安全大气承载能力。环境评估应覆盖全生命周期，包括对大气的影响，并兼顾轨道安全以及对文化和科研天文观测的影响。
无论监管结果如何，以大气层作为卫星的焚化炉，达到如此规模，都不可能是一种可行的解决方案。
相关知识
大气层是包围地球的气体层，主要由氮气、氧气、氩气等组成，分为对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。它能吸收太阳辐射中的有害紫外线，调节地表温度，并为生命提供必需的氧气，同时保护地球免受陨石和宇宙射线的直接冲击。
BY: Laura Revell
FY: AI
如有相关内容侵权，请在作品发布后联系作者删除
转载还请取得授权，并注意保持完整性和注明出处
选文：天文志愿文章组-
翻译：AI
审核：天文志愿文章组-
终审：天文志愿文章组-零度星系
排版：天文志愿文章组-零度星系
美观：天文志愿文章组-
参考资料
1.WJ百科全书
2.天文学名词
3.原文来自： https://theconversation.com/a-new-space-race-could-turn-our-atmosphere-into-a-crematorium-for-satellites-276366
本文由AI翻译自文章作者Laura Revell的作品,如有相关内容侵权,请在作品发布后联系作者删除.
注意： 所有信息数据庞大,难免出现错误,还请各位读者海涵以及欢迎斧正.
结束,感谢您的阅读与关注
全文排版：天文在线(零度星系)
转载请取得授权,并注意保持完整性和注明出处
浩瀚宇宙无限宽广 穹苍之美尽收眼底
热门跟贴