气候变化影响地球轨道空间
最新研究表明,气候变化可能威胁未来卫星的使用,并显著减少能够安全环绕地球运行的航天器数量。周一发表在《自然·可持续发展》期刊上的一项研究发现,全球变暖导致太空垃圾在地球上空停留时间更长,减少了功能性卫星的可用空间,对地球轨道空间的长期使用构成了日益严重的问题。
温室气体对大气层的双重影响
麻省理工学院航空航天系博士候选人、该研究的作者威廉·帕克向ABC新闻解释,虽然人为温室气体增加导致地球低层大气变暖,但对高层大气却产生了相反的影响。帕克指出,温室气体排放的辐射还导致地球高层大气冷却。
帕克说:“我们基本上正在失去高层大气的能量,这导致了冷却和收缩。”他将这种冷却效应比作气球在冷冻室中缩小。通常情况下,高层大气会慢慢将太空垃圾从地球低轨道中拉出,但冷却和收缩效应减少了热层的阻力,导致太空垃圾停留时间更长。
太空垃圾的威胁
帕克补充说,这些垃圾对每一颗在轨卫星都构成了威胁。他说:“只要它还在那里,它就是一个持续的威胁。”目前,地球低轨道上有“成吨的垃圾”,这些垃圾是由过去几十年发生的卫星碰撞、爆炸和反卫星武器试验产生的。帕克指出,轨道上有成千上万块太空垃圾,如果计算小于10厘米的碎片,数量将达到数百万。
帕克表示,太空垃圾在高层大气中停留的时间越长,空间就会变得越拥挤,而地球的轨道空间是有限的。他说:“今天的操作环境非常复杂。”
未来卫星运行面临的挑战
研究人员指出,在高排放情景下,到本世纪末,不断上升的温室气体排放可能会将能够安全绕地球运行的卫星总数减少多达66%,相当于2500万至4000万颗卫星。帕克表示,太空中的实体可能需要越来越多地进行主动的碎片清除,单次操作的成本可能高达数千万美元,涉及发射卫星以清除碎片。
2022年,美国联邦通信委员会通过了一项规则,规定从美国发射的每颗卫星都必须能够在任务结束五年后将自己从轨道上移除。帕克说,为了防止太空操作的进一步复杂化,必须大幅减少温室气体排放。
他指出:“减少温室气体排放不仅有助于我们在地球上的生活,还有可能保护我们免受太空长期可持续发展问题的影响。”