Raketmotorudstødningsforurening strækker sig højt ind i jordens atmosfære

Genanvendelig rumteknologi har ført til en stigning i rumtransport til en lavere pris, som populariseret af kommercielle rumflyvninger fra virksomheder som SpaceX og Virgin Galactic. Hvad der imidlertid er dårligt forstået, er raketters fremdriftsemissioner, der skaber betydelige opvarmnings- og sammensætningsændringer i atmosfæren.

I Physics of Fluids , vurderede forskere fra universitetet i Nicosia på Cypern den potentielle indvirkning af en raketopsendelse på atmosfærisk forurening ved at undersøge varme- og masseoverførsel og hurtig blanding af forbrændingsbiprodukter i højder op til 67 kilometer op i atmosfæren.

"Forbedret forståelse af raketemissioner kræver modellering og simulering af væskedynamik af raketudstødningsgasser i atmosfæren," sagde medforfatter Dimitris Drikakis.

Holdet modellerede udstødningsgasserne og udviklende fane i flere højder langs en typisk bane for en standard nutidig raket. De gjorde dette som et prototypisk eksempel på en to-trins raket til at transportere mennesker og nyttelast ind i Jordens kredsløb og videre.

"Vi viser, at forurening fra raketter ikke bør undervurderes, da hyppige fremtidige raketopsendelser kan have en betydelig kumulativ effekt på jordens klima," sagde medforfatter Ioannis Kokkinakis.

Forskerne fandt produktionen af ​​termiske nitrogenoxider (NO_x). ), komponenter i forbrændingsudstødningen, kan forblive højt op til højder med et omgivende atmosfærisk tryk over eller endda lidt under dysernes udgangstryk, dvs. under en højde på ca. 10 km.

Samtidig svarer den udsendte masse af kuldioxid, når raketten klatrer 1 kilometer i højden i mesosfæren, til den, der er indeholdt i 26 kubikkilometer atmosfærisk luft i samme højde.

De fandt, at påvirkningen af ​​atmosfæren lokalt og midlertidigt i mesosfæren kan være betydelig. Mens luftstrømme gradvist vil transportere og blande udstødningens CO₂ i hele atmosfæren, hvilket til sidst bringer CO₂ tilbage til dets naturligt forekommende niveauer, er tidsskalaen, over hvilken dette sker, ikke klar.

Forskerne mener, at der muligvis stadig eksisterer et vist antal raketopsendelser, over hvilke mesosfærisk kuldioxid kan akkumuleres over tid og dermed øge de naturligt forekommende niveauer og påvirke vores klima.

Deres resultater tyder på, at der i værste fald er tilstrækkelig NO_x kunne produceres over den tid, det tager raketten at nå en højde på 10 kilometer for at forurene over 2 kubikkilometer atmosfærisk luft med et NO_x koncentration, der ifølge Verdenssundhedsorganisationen ville være på et niveau, der er farligt for menneskers sundhed.

"Vi håber, at kommercielle flyselskaber, såsom SpaceX, Virgin Galactic og New Shepard, og deres tilknyttede motorproducenter, vil overveje disse effekter i fremtidige design," sagde Drikakis. + Udforsk yderligere

Axiom-lancering:Hvorfor kommerciel rumrejse kunne være endnu et kæmpe spring for luftforurening