有了星际飞船,人们移居外太空不再是梦?

天文在线知识 2024-08-08 14:47:13

美国太空探索技术公司的星际飞船有多环保?

“星际飞船,有史以来最大的火箭,也是最脏的火箭之一。”

2024年3月14日,美国太空探索公司的Flight 3星际飞船火箭在测试飞行中再入大气层时加热,发出红色的光。

当165英尺高(50米)的美国太空探索公司星际飞船在上周的第三次试飞中坠入印度洋时,环保意识强的观察家们想知道,这个可能含有数百公斤残余燃料的不锈钢飞行器是否会危及海洋生物。好消息——还是眼见为实罢。星际飞船全程使用了世界上最环保的一种复合燃料。可持续发展领域专家警告说,火箭并非一扛到底。

国际太空安全促进协会执行主任托马索﹒斯戈巴告诉太空网说:“(最新星际飞船发射的)碎片和燃料只是沧海一粟。”

星际飞船的猛禽引擎燃烧液态氧和液态甲烷,令人欣慰的是,这两种物质存在的环境都没有产生致毒性。

然而,世界上众航天机构和发射运营商几十年来已经证明,向海洋倾倒垃圾并非理性之举。

太空可持续发展研究员维塔利﹒布劳恩告诉太空网说:“实际上倾倒的东西与航运和捕鱼产生的其他工业材料类似。”国际法规《联合国海洋法公约》要求所有国家‘保护和维护所有海域的海洋环境’。实际上,各国向海洋倾倒垃圾违反了该条约。”

布劳恩最担心的是埃隆﹒马斯克计划将星际飞船的发射频率增加到每年数百次。每一次飞行载荷100多吨。这些卫星不仅会上升,在某个时刻,自然回落。

卫星和旧火箭在旋转返回地球时燃烧,留下金属灰烬,其成分令人担忧。研究人员认为,卫星焚烧的残留物可能破坏地球的臭氧层,并影响地球的磁场。大部分重返地球的物质在离地球表面75到50英里(120到80公里)的地方蒸发。同高度的火山灰颗粒则会永远存在,也意味着浓度持续上升。

亲眼看到美国太空探索公司的星际飞船之前,你可以自己买一个模型。它长13.77英寸(35厘米),与美国太空探索公司的星际飞船台式机模型的比例为1:375。它的材料是合金钢,重量仅仅225克。

洁能还是不洁能?

但是对于频繁的星际飞船发射还有其他的担忧。甲烷无毒,而且是自然界中常见的一种气体,从城市供暖到发电再到运输,它被用于为一切提供动力的领域。燃烧时,它会转化为二氧化碳和水蒸气。尽管甲烷燃烧的温室气体总排放量低于燃烧石油或煤炭,但这种气体仍然会导致温室效应变暖,这是人类目前正在努力阻止的。

根据苏格兰格拉斯哥喀里多尼亚大学环境管理助理教授安德鲁﹒威尔逊的说法,一艘星际飞船发射会产生76,000公吨二氧化碳当量(一种将不同类型的温室气体结合在一起的测量方法)。这是美国太空探索公司猎鹰9号单次发射产生的排放量的2.72倍,但仅为猎鹰重型发射产生的排放量的0.96倍。猎鹰9号和猎鹰重型火箭燃烧的都是更脏的石油基火箭燃料RP-1,所以它们每吨发射的碳排放要高得多。例如,猎鹰9号的有效载荷能力不到星际飞船的六分之一。

碳排放并不是星际飞船对全球变暖的唯一贡献。水蒸气也是一种强有力的温室气体。地球大气层的高层自然含有很少的水蒸气,科学家们不知道火箭在高海拔地区排放的废气产生的水蒸气会对地球造成什么影响。最重要的是,星际飞船排放物含有烟灰,在上层大气扩散,吸收入射的热量,产生辐射强迫效应,导致不可控变暖。甲烷在大气中吸收热量的能力是二氧化碳的90倍,从加工和储存设施以及天然气管道泄漏的甲烷是全球温室气体排放的主要途径。

对大气影响的全面估算还将包括星际飞船制造过程中产生的温室气体,这是在德克萨斯州南部美国太空探索公司的星际基地工厂进行的。但这是一个更难确定的数字。

高层大气中的火箭废气污染可能影响地球气候

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—— 埃隆﹒马斯克说,美国太空探索公司的星际飞船总有一天会去星际旅行

碳排放量

威尔逊警告说,星际飞船的庞大规模和美国太空探索公司计划发射的频率意味着,从长远来看,这枚巨型火箭的环境足迹不太可能只是飞鸿一瞥。

威尔逊说:“从历史上看,航天部门已经从不同的立法中获得了很多豁免,因此,他们基本上能够大展拳脚。”“星际飞船,是有史以来建造的最大的火箭,也是最脏的火箭之一。”

目前,太空飞行的温室气体排放总量可以忽略不计,相当于航空碳排放量的1%或2%,而航空碳排放量本身约占全球温室气体排放总量的2.5%。但近年来,火箭发射数量急剧上升。据天文学家和太空时代历史学家乔纳森·麦克道尔称,2023年全球共有223次太空飞行尝试,打破了纪录。这是2016年85次尝试的两倍多。仅美国太空探索公司一家公司去年就发射了创纪录的96枚轨道火箭,并计划在2024年发射近150枚。美国太空探索公司的大胆野心让威尔逊等科学家感到担忧。

威尔逊说:“如果规模扩大,美国太空探索公司公司发射的星际飞船越来越多,就像他们说的那样,对我们环境的影响就会随着时间累积起来。”

除了像埃隆﹒马斯克(Elon Musk)设想的那样,使人类能够殖民火星之外,星际飞船还被提议作为下一代洲际旅行的手段,可以将地球上最长的旅行时间缩短到仅仅一个小时。

“以飞机为参照,导致航空器污染有相当明显的数量级的差异,”威尔逊说。

威尔逊表示,当大多数行业的工程师都在挠头,思考如何按照国际气候保护承诺的要求,在本世纪中叶实现脱碳时,马斯克和他的公司正在发展一项对环境影响未知的碳密集型业务。

2015年在法国首都巴黎举行的联合国气候变化大会上签署的《巴黎协定》倡议各国将全球变暖程度限制在与工业化前时代相比的2.7华氏度(1.5摄氏度)以内。到目前为止,这个目标似乎正在从我们的指缝中溜走。事实上,根据欧洲哥白尼气候变化服务中心的数据,在2023年,全球气温有50%的月份超过了2.7华氏度的F阈值。

威尔逊总结说:“我们正处于一场气候危机中,已经看到气候变暖接近《巴黎协定》的目标,又制造了一个巨大的发射器,只会向大气中排放更多的二氧化碳。”

BY:Tereza Pultarova

FY: Jane

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