@ 2022.12.18 , 13:03

亿万富翁们的太空竞赛正在破坏地球

亿万富翁们的太空竞赛正在破坏地球

我们正经历历史上的革命性时代,亿万富翁们正在推动太空前沿,而非政府。大多情况下,他们似乎做得很棒。太空旅游、火星任务、美国宇航局月球基地、卫星开发等等,都变得成本低廉普及。新型火箭可用碳中和燃料发动,不必破坏地球探索太空。但最近研究显示,即使这些“善意”火箭,也破坏我们宝贵的星球。如何影响太空竞赛?

首先把事情弄清楚;要了解太空竞赛带来的环境危害,我们需要知道哪些火箭使用何种燃料,以及它们排放多少碳。

首先是埃隆-马斯克的SpaceX。它们的猎鹰9火箭使用煤油燃料,每次发射排放约425吨二氧化碳,以及水蒸气、烟灰、一氧化碳和氮氧化物。它们即将推出的星际飞船也运行甲烷,每次发射将排放2683吨二氧化碳,以及更多的水蒸气、烟灰、一氧化碳和氮氧化物。煤油和甲烷都可以制造成碳中和生物燃料,但SpaceX尚未这么做。

杰夫-贝佐斯的蓝色起源则有所不同:新Shepard和新Glenn火箭以纯氢氧运行,发射时只产生水蒸汽和氮氧化物,无碳排放。但由于氢精炼需耗能,大多数来源存在较大碳足迹。相较之下,绿色氢精炼采用碳中性电力,更环保。但不幸的是,蓝色起源未使用绿色氢,即使发射时无碳排放,仍存在一定碳足迹。

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如果有人告诉你这些新时代的火箭是碳中立的,你可以礼貌地提醒他们它们还没有,而这一事实应该引起警觉。如果能轻松减少数千吨碳排放,为什么不这么做?可悲的是,最可能的答案是成本。为了获得最低的发射成本(以获得最多的发射合同),他们正转向污染更严重的燃料,在我们宝贵的大气层中释放大量的碳。

然而,最近的一项研究表明,尽管每次发射会释放大量碳,但由于发射频率低,以及相比总碳排放量微不足道,因此不成为问题。真正的问题是那些在大气层中浓度高的其他排放物,比如一氧化碳、氮氧化物、二氧化碳和水蒸气,它们在低层和中层大气中的作用已知,但在上层大气中的作用却很少被研究,因为通常排放水平不够高,而且这些气体不会自然存在。而发射大量物质到外层大气层,这项研究最终揭示了它们对地球的巨大影响。

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那么发现这些排放物有什么作用?让我们从水蒸气开始,因为这可能是最有趣的一个。我们经常忘记,水蒸气是最有力的温室气体,锁住了大量的热量,因为云(由水蒸气组成)消散得非常快。但是水蒸气在高层大气中变成了细小的冰晶,并且消散得很慢,在上面停留的时间比它应该停留的时间长得多,并在我们已经变暖的世界中锁住热量。

这与二氧化碳情况相同。但由于在更高高度时大气密度低得多,它们的排放量可以覆盖更大区域,影响比低层大气中的二氧化碳大。这意味着即使火箭使用碳中性燃料,也可能无法抵消火箭产生的碳对气候变化的影响。接着是一氧化碳和氮氧化物。一氧化碳会与氧和其它气体反应,影响大气组成。由于密度较低,此影响在上层大气中放大,因为每克一氧化碳可以搅乱更大体积的气体,带来更大伤害。但氮氧化物也是可反应的,是有效的温室气体。但由于上层大气与下层大气混合程度较低,此气体会在那里停留得更久,造成更大破坏。

但该研究也指出,丰富的温室气体会影响大气层层间混合方式,因为它们在高层吸收更多热量,使其"漂浮"至顶层,从而避免向下沉降。这可能对天气模式和全球气候造成巨大影响。尽管火箭排放的二氧化碳量微乎其微,但其影响可能毁灭性且深远。这也提出了一个相当有力的论点:即使太空公司声称使用碳中性燃料,也可能对地球造成重大损害。而这项研究远不止于此。

太空行业正在大规模增长,各政府、火箭制造商、卫星提供商都想每年发射更多火箭,但每年发射次数少,环境影响相对较小。但如果空间旅游、火星殖民地、新空间站发展起来,发射次数需要指数级增加,而研究表明大气层可能无法承受如此巨大发射增加。

如果考虑到我们尚未达到将气候变化限制在1.5°C的目标,那么很容易看到,为了拯救地球,必须大幅限制未来的太空产业以及新时代的太空竞赛。

不要相信炒作。即使是碳中和和氢能的火箭也会污染环境。我们才刚刚开始了解这些上层大气排放如何改变我们的星球,但到目前为止看起来肯定是不好的,范围也很广。这会暂停马斯克的火星野心或者贝佐斯的太空站计划吗?可能吧,至少我希望他们正在讨论如何缓解这些问题,但看他们的记录让人怀疑。反之,责任落在我们身上,公众和监管这些太空公司的政府机构,来确保到达天堂的代价不是地球。

本文译自 Medium,由 BALI 编辑发布。

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