九月的一个星期天黎明小萝莉穴，12 位身心俱疲、时差困扰的商讨东谈主员集合辞寰宇上最偏远的机场——回生节岛。回生节岛位于智利海岸约 2330 英里以外，他们此行的办法是跟踪一颗卫星在参加大气层、废弃解体的临了时刻。
这颗卫星名为 Salsa，属于欧洲航天局“Cluster”星座的四颗卫星之一。自 2000 年头以来，Salsa 和其他卫星一直在商讨地球磁场，但它的任务已宣告好意思满。几个月前，这颗航天器被设定参加了一条“弃世螺旋”，最终将在距离回生节岛海岸约千英里的高空中，在地球大气层内废弃解体。
如今，科学家们准备亲目击证这一流程。借助欧洲航天局大地限度中心提供的精准轨谈盘算推算，商讨东谈主员乘坐租来的商务喷气机升起，机窗旁装有 25 台录像机和光谱仪。他们但愿通过这些开采网罗可贵的数据，揭示卫星在职务好意思满时坠向地球、废弃解体时的物理与化学流程。
这种商讨变得更加紧迫。简略 15 年前，绕地球轨谈运行的卫星数目还不到 1，000 颗，而如今这一数字已飙升至约 10，000 颗。跟着像 Starlink 这么的大型卫星星座的崛起，瞻望到本十年末，卫星数目将再次增长十倍。为了在卫星人命周期好意思满时让它们废弃解体，有助于将天际垃圾的数目限度在最小范围内。但是，这一流程也将卫星的灰烬开释到地球大气层的中层，这些金属灰烬可能会对大气层形成危害，致使可能蜕变形态。科学家们咫尺尚不了了，这一问题在畴昔几十年内会带来多大影响。
卫星重返大气层时，它们的灰烬中含有一些可能拦截臭氧层的物资。模子商讨炫耀，这些因素中的一部分可能会导致地球平流层降温，而另一部分则可能使平流层升温。一些东谈主惦记，这些金属颗粒致使可聪颖扰地球的磁场，笼罩地球不雅测卫星的视线，并增多雷暴的发生频率。
“咱们需要了解这背后发生的物理流程。”欧洲航天局（ESA）高档分析师 Stijn Lemmens 暗意，他肃穆这项商讨，“若是重返大气层的物体增多，随之而来的影响也会加重。”
群众的大气科学家们正弥留期待这些测量效果，欲望填补他们壮健中的紧要空缺。
Salsa 卫星的重返大气层，履行上是天际探索历史上第五次进行此类不雅察行径。但是，以前的商讨主要心理的是更大的物体，比如重达 19 吨的阿丽亚娜 5 号火箭上司火箭级。
比拟之下，Cluster 星座中的 Salsa 卫星仅重 550 公斤，属于相对工致的卫星。正因为如斯，科学家们格外青睐它，因为像它这么尺寸的航天器在畴昔几年将会越来越多地出咫尺地球轨谈上。
瞻望卫星数目的增长大部分将来自像 Salsa 卫星这么的袖珍卫星。这些卫星是精深卫星星座的构成部分，旨在为群众任何地点的用户提供更快速、低蔓延的互联网作事。
其中，SpaceX 的星链是范围最大的表情。咫尺，星链卫星群约有 6，500 颗卫星，瞻望到 2030 年，卫星数目将激增至卓著 4 万颗。除了星链，其他巨型卫星星座也在策动中，包括亚马逊的 Kuiper 筹画、法国 E-Space 公司以及中国的 G60 和国网星座，每个星座的卫星数目可能会达到几千颗，致使上万颗。
这些巨型星座的开发者并不但愿它们的卫星像传统的政府资助卫星那样在轨谈上飞行几十年。相背，他们筹画每五年就用更新、更先进的时期替换掉这些“互联网路由器”，并让旧卫星在大气层中废弃解体。为了辐照这些卫星所需的火箭本人也会排放按捺物，而火箭的上司火箭级在完成任务后也会在大气层中废弃解体。
哈佛-史密松天体物理学中心的天文体家 Jonathan McDowell 暗意，连年来地球大气层中挥发的天际垃圾数目也曾所以前的两倍多。他也曾驱动从事天际垃圾跟踪责任，成为该畛域的起始群众。
他说：“畴前，咱们每年简略能看到 50 到 100 颗火箭重返大气层，而咫尺，这个数字也曾增多到每年约 300 颗。”
2019 年，简略 115 颗卫星在大气层中废弃解体。字据 McDowell 的说法，到 2024 年 11 月底，卫星重返大气层的数目已创下新记录，达到了 950 颗。
跟着卫星星座范围的扩大，天际垃圾挥发的质地也将束缚增多。字据在英国南安普顿大学举行的《保护地球与外天际免受航天器和天际垃圾科罚影响》研讨会上的估算，到 2033 年，每年挥发的天际垃圾质地可能会达到 4000 吨。
最关节的是，这些重返大气层时产生的灰烬大部分将悬浮在淡泊的大气中，握续几十年，致使可能数百年。但是，获取对于卫星废弃解体的精准数据实在是不成能的。因为这一流程发生在风物气球无法到达的高度，而又低于轨谈卫星上探伤仪器的测量范围。科学家们大概得回的最接近的数据，便是通过遥感时期捕捉卫星重返大气层的临了时刻。
九月，从回生节岛升起的商务喷气机——如今已变成科学实验室——上的商讨东谈主员，并莫得亲眼看到 Cluster Salsa 卫星在太平洋高深的黑水上空爆炸成火球的已而。与亮堂的白天比拟，那顷然的爆炸实在幽微得像正午的朔月。但是，飞机窗户被深色布料笼罩（以防反射清朗影响测量），只允许相机镜头炫耀，斯洛伐克 Astros Solutions 公司专注于天际态势感知，并开发新的天际垃圾监测时期，肃穆合作此次不雅测行径。
“当事件发生时，咱们简略距离 300 公里远，填塞远，以幸免被残余碎屑击中。”Astros Solutions 公司首席实践官 Jiří Šilha 说，“这一切发生得格外赶快。物体以每秒 11 公里的超高速率重返大气层，并在地球上方 60 到 80 公里的高空解体。”
仪器网罗了可见光和近红外光谱范围内的解体数据，包括通过突出滤光片不雅察铝、钛和钠等化学元素的存在。这些数据将匡助科学家重建卫星解体的流程，细目废弃发生的高度、温度，以及开释的化学化合物的性质和数目。
Cluster Salsa 卫星的灰烬残留物咫尺驱动在中层大气和平流层中清闲漂移——这两个大气层的高度分辨为 31 至 53 里和 12 至 31 英里。跟着这些颗粒的下落，它们将在数十年的流程中与大气中的气体发生互相作用，带来深入影响。伦敦大学学院的大气化学建模商讨员 Connor Barker 暗意，10 月初，他在Scientific Data期刊上发表了对于卫星空气按捺清单的商讨。
卫星骨子和火箭级大大宗由铝制成，而铝在废弃流程中会转动为铝氧化物或铝土矿——这是一种白色粉末，已知会加重臭氧层的拦截。铝土矿还具有反射阳光的特质，这意味着它可能蜕变高层大气的温度。
Barker 暗意：“在咱们的模拟中，咱们驱动看到大气表层的温度随时刻升高，这会对大气因素产生四百四病。”
举例，一些模子标明，和蔼的形态可能会向平流层增多更多水分，从而加重臭氧层的消费，并可能激励更强的和蔼效应，导致更严重的臭氧层拦截。
卫星重返大气层的极高速率还会产生“冲击波”，压缩大气中的氮气并与氧气响应，生成氮氧化物。McDowell 暗意，氮氧化物也会拦截大气中的臭氧。咫尺，卫星废弃解体和火箭辐照所导致的臭氧拦截中，有 50% 是由氮氧化物引起的。火箭产生的烟尘也会蜕变大气的热均衡。
从某种风趣上说，高空大气按捺并不簇新。每年，简略 18，000 吨的陨石在中层大气中挥发。即使在 10 年后，假如通盘筹画中的巨型卫星星座皆完成训诫，陨石陨落地球时挥发的数目依然会高于天际垃圾的废弃量，且约为天际垃圾的五倍。
但是，这对 McDowell 和 Barker 这么的商讨东谈主员来说并莫得安危。Barker 指出，陨石中含有的铝因素少量，况兼它们在大气中的解体速率较快，因此产生的氮氧化物更少。
他暗意：“从卫星重返大气层和火箭辐照产生的氮氧化物量，也曾接近咱们对陨石当然排放氮氧化物的年度最低预计。这无疑是一个令东谈主担忧的问题，因为咱们很可能很快会对大气形成比当然局面更多的影响。”
卫星重返大气层所产生的铝土矿年排放量，已接近废弃陨石所产生的数目。在最坏的情况下，到了 2040 年，东谈主类行径所孝敬的这一按捺物将是当然开首的十倍。
通盘这些对地球人命的影响到底意味着什么？咫尺，没东谈主能细目。对于卫星和火箭行径所带来的空气按捺因素的商讨正在稳步推动，数据也在渐渐积存。
Barker 暗意，盘算推算机模拟炫耀，现时天际行业对合座臭氧层拦截的孝敬情系沧海，仅为 0.1%。但这个比例在畴昔 10 年、20 年或 50 年内会增长些许，咫尺尚无东谈主能预测。这个方程式中有太多不细目因素，包括粒子的大小——这将影响它们千里降所需的时刻——以及颗粒与气态副产品的比例。
“行为一个社会，咱们必须作念出收受，是否优先减少天际交通，照旧减少其他类型的排放。”Barker 说，“这些增多的重返大气层频率，很猛进程上是因为群众社会在计帐近地轨谈的天际垃圾方面取得了权贵办法。但咱们如实需要更好地壮健这些排放对环境的影响，只须这么，咱们智商决定奈何最佳地科罚天际中的这些物体。”
2023 年 7 月，大地天线捕捉到了欧洲航天局（ESA）卫星 Aeolus 重返地球大气层的临了时刻的雷达数据。
21 世纪形态变化的不幸始于 19 世纪中期东谈主类驱动废弃化石燃料。雷同，氯氟烃（CFCs）花了 40 年才在地球的保护臭氧层上开了一个洞。而“弥远存在的化学物资”——用于制造不粘涂层和消防泡沫的全氟和多氟烷基物资——的按捺始于 1950 年代。像 McDowell 这么的商讨东谈主员惦记，这一历史可能会在天际畛域重演。
“东谈主类在天际中的行径已填塞精深，以至于它们正在以近似咱们对海洋形成的影响的形貌，蜕变天际环境。”McDowell 说，“问题在于，咱们在进行这些蜕变时，并未总计壮健这些蜕变何时会变得令东谈主担忧。”
以往的不雅测主要心理卫星重返大气层时的物壮健体流程。通过 Cluster 星座，科学家们但愿揭开这一复杂流程中的化学面纱。对于像 Barker 这么的商讨东谈主员而言，这意味着终于不错得回数据，考据并改造他们的模子。当 Salsa 的“昆玉们”在 2025 年和 2026 年重返大气层时，Cluster 星座将提供三次弥补这一环境拦截空缺的契机。
国产视频a在线观看v“Cluster 的上风在于，咱们有四颗总计讨论的卫星，且对每一个细节皆了如指掌。”Šilha 说，“这实在是科学家的梦思，因为咱们不错重叠实验，并从每一次的不雅测中束缚积存训导。”
https://www.technologyreview.com/2024/12/09/1108076/satellite-reentry-atmospheric-pollution/