SpaceX星艦七號爆炸，究竟對大氣層造成多大汙染？

SpaceX的星艦七號火箭在一月中旬於加勒比海上空爆炸解體，炙熱的金屬碎片如雨點般落下。科學家目前並不確定，在這次火箭『解體』之後，究竟有多少金屬塵埃殘留在大氣層中。這次星艦巨型火箭的意外快速解體（也就是爆炸），很可能已經向地球大氣層的上層釋放了大量有害的空氣汙染物。

據天文學家兼太空碎片專家喬納森·麥克道爾表示，火箭的上級在約90英里（146公里）的高空爆炸，且在沒有推進劑的情況下重達約85噸。倫敦大學學院的大氣化學研究員康納·巴克指出，火箭上級穿過大氣層落回地球的過程中，可能產生了45.5公噸的金屬氧化物和40公噸的氮氧化物。特別是氮氧化物，它有可能會破壞地球的臭氧層。

巴克最近剛在《自然》期刊上發表了一份關於火箭排放物和衛星重返大氣層產生的汙染物清單。事故發生後不久，他就在領英個人頁面上公佈了這些預估資料。不過，他在給《太空網》的電子郵件中強調，這些數字只是粗略的初步預估，並非對此次事故環境影響的精確計算。巴克在領英的帖子中提到，此次事故可能產生的金屬空氣汙染量，相當於每年在地球大氣層中燃燒殆盡的隕石物質所產生汙染量的三分之一。

究竟這次星艦事故在高層大氣中造成了多少汙染，很難確切知曉。舉例來說，科學家也不確定這枚巨型火箭有多少質量在大氣層中燃燒，又有多少落到了地球上。麥克道爾告訴《太空網》，可能有『數噸』殘骸落入了海洋。

幸運的是，星艦上級採用的是不鏽鋼材質，而非像許多衛星和其他火箭（包括SpaceX的獵鷹9號）上級那樣使用鋁。鋁的燃燒正是讓許多科學家擔憂的問題。當衛星重返大氣層時，鋁在高溫下燃燒會產生氧化鋁，這是一種白色粉末狀物質，可能會破壞臭氧層，並改變地球大氣層的反射率。

近年來，環繞地球執行的衛星數量以及隨後的大氣層重返次數都在迅速增加。隨之而來的是，釋放到中間層和上層平流層（原本純淨的大氣層中間層）的氧化鋁數量急劇上升。中間層和上層平流層的空氣汙染讓科學家們十分擔憂，因為這些汙染物產生的高度很高，意味著它們會在空氣中停留很長時間。

科學家認為，衛星燃燒產生的氧化鋁數量已經接近自然太空岩石（如小行星或流星體，其中僅含有微量鋁）在大氣層中解體所產生的數量。重返大氣層過程中產生的氮氧化物數量也接近自然太空岩石產生的數量。

當太空岩石或太空碎片以超音速速度落向地球時，會壓縮周圍的空氣，從而產生氮氧化物。氮原子受熱後與氧發生反應，形成有害的氧化物。

隨著預計的火箭發射次數增加、衛星群規模擴大以及隨後重返大氣層頻率的提高，這些有害氣體和顆粒的濃度可能會迅速上升。這些汙染物可能會阻礙地球臭氧層的恢復，加劇過去氣溶膠噴霧和冰箱中使用的消耗臭氧層物質所造成的破壞。衛星燃燒產生的空氣汙染還可能改變地球大氣層保留熱量的程度，對地球氣候產生嚴重影響。

本文原載於《太空網》。