大星座卫星再入可能会破坏臭氧层

卫星在大气再入过程中会因极端加热和受力而解体

科学家们警告说，若SpaceX的“星链”等由数万颗卫星组网的星座项目按预想推进，报废卫星在大气层中燃烧所释放的化学物质可能会破坏地球的臭氧保护层。研究人员还提醒说，那些化学物质所引发的尚未得到透彻认识的大气过程有可能会演变成一项不受控的地球工程实验，其后果不得而知。

多年来，航天界一直满足于这样一个事实，即在地球大气层中被烧掉的陨石量要远多于再入卫星的重量。巨型星座项目的兴起并不会改变这一点。不过，加拿大英属哥伦比亚大学天文学与天体物理学副教授博利称，问题在于天然陨石的成分与人造卫星是不一样的。

博利是《科学报告》期刊5月20日发表的一篇论文的作者之一。他对《太空》网站说，每天都会有54吨陨石物质落入地球大气层，而第一代“星链”项目预计每天会有约2吨的报废卫星再入。但不同的是，陨石主要是由氧、锰和硅构成的岩石，而那些卫星的主要成分是铝。铝在陨石中含量很小，约为1%。

科学家们意识到，巨型星座给上大气层化学成分造成改变的可能性不小。但还不止于此。铝燃烧已知会产生氧化铝，又称矾土，而该物质能引发更多未知的副作用。博利说，氧化铝会反射特定波长的光，所以如果其在大气中含量太大，会造成散射，最终改变地球的反照率。

事实上，有人曾提出可往大气高层撒放某些类型的化学物质，认为这一地球工程解决方案有可能会减缓全球变暖。但博利称，科学界已否定了此类实验，原因是其潜在副作用尚未得到充分的认识。他说，“而现在，我们却似乎要在没有任何监督或监管的情况下来做这些实验”；“我们不掌握阈值是多大以及其将给上大气层造成怎样的改变”。

卫星再入所释放的铝还可能会破坏臭氧层，而这是人类所熟知的一个问题。臭氧层破坏已通过全面禁用氟利昂得到了成功解决。博利和他的同事拜尔斯在论文中引用了美国非盈利研究机构航空航天公司（the Aerospace Corp.）的研究成果。博利说，不少固体燃料火箭采用氧化铝，或会生成这样的副产品，而航空航天公司经研究认定，那些火箭遗撒的氧化铝确实造成了地球臭氧层的局部破坏，给其造成了一些暂时性的小空洞。

臭氧层可保护地球上的生命，使之免遭有害的紫外辐射。平流层内的臭氧层损耗导致地球上人类患癌症和眼睛受伤的风险增大。德国奥尔登堡大学的德罗尔沙根对《太空》网站称，再入卫星通常会在50～90公里高度上气化，而这正处于臭氧富集的平流层上方。他说，卫星燃烧生成的颗粒物最终会落入大气低层。德罗尔沙根曾发表有关陨石物质对地球影响的论文。博利说，降入平流层的氧化铝将引起化学反应，而基于现有知识，那将很可能造成臭氧的损耗。德罗尔沙根虽未参与最近这项研究，但也认为因卫星主要由铝制成，所以沉积在大气中的铝会增多。

对氧化铝会影响大气层的担忧也是美通信卫星运营商卫讯公司在请求联邦通信委员会（FCC）下令暂停“星链”星座组网发射时所给出的一个理由。卫讯要求对“星链”可能给环境造成的影响加以正确的评估。

博利及其同事在论文中只是研究了第一代“星链”的潜在影响。该星座预计将设1.2万颗卫星，眼下已发射了超过1700颗。文中说，由于SpaceX等星座运营商的活动，低地轨道（1000公里以下）在用和报废卫星数量过去两年增加了50%。博利说，“问题是目前（各方）已有发射约5.5万颗卫星的规划”；“第二代‘星链’有可能包括多达3万颗，另外还有中国旨在应对‘星链’的‘星网’、亚马逊的‘柯伊伯’和一网。那有可能会给地球上大气层造成前所未有的改变”。

博利说，“人类特别擅于低估我们改变环境的能力”。他说，人们曾觉得扔到海里的塑料量不会造成什么影响，排放到大气中的碳数量也没什么大不了的，而现在这些都成了大问题。他说，通过对太空的利用，人类又在要犯同样的错误。

巨型星座项目给航天界带来了严重的担忧，因为那些项目会增大已然很杂乱的轨道环境发生在轨碰撞的风险。“星链”还因为其卫星亮度太大、从而会影响天文观测而受到天文学家的攻击。SpaceX已承诺会同天文学界开展合作，并对卫星设计做出调整，以减轻这一问题。不过，国际天文学联盟今年早些时候请求联合国一个专业委员会采取措施保护原始的夜空免受巨型星座所产生的光污染的影响。

欧洲阿里安航天公司首席执行官伊斯雷尔近日指责SpaceX掌门人马斯克正在垄断太空和挤走竞争对手。除了SpaceX，马斯克还因其名下注重可持续发展的特斯拉和太阳城项目而获得了认可。今年早些时候，马斯克发起了1亿美元的“碳清除X大奖赛”，而这是史上奖金最为丰厚的一项奖励活动。设立这一奖项旨在开发可有助于避免人为气候变化造成最坏后果的技术。

SpaceX对此未做回复。