科学家警告：SpaceX猎鹰9号故障火箭在欧洲上空喷出大量锂羽流

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科学家警告：SpaceX猎鹰9号故障火箭在欧洲上空喷出大量锂羽流

一个国际科学家小组最近发布的一项开创性研究揭示了去年SpaceX猎鹰9号火箭在欧洲上空再入大气层所带来的令人担忧的环境后果。研究表明，火箭的解体向高层大气释放了大量的锂羽流，标志着首次直接测量到由空间碎片再入引起的平流层污染。科学家们现在正在敲响警钟，警告称这一事件可能预示着一场迫在眉睫的生态挑战，因为地球大气层正日益成为繁忙的太空交通走廊。

这篇于周四发表的论文中详细的测量结果，追溯到大约一年前SpaceX猎鹰9号的一个上级火箭发生了氧气泄漏，导致其失控再入。随后，火箭解体，碎片散落在波兰上空，更关键的是，向中层大气和低热层（MLT）注入了大量的锂。地面激光雷达传感器检测到，在火箭再入大气层约20小时后，96公里高度的锂浓度增加了十倍，为大气污染提供了确凿证据。

这项研究的意义超越了即时事件本身。它代表了首次报告的由空间碎片再入引起的高层大气污染测量，值得注意的是，也是地面激光雷达（Lidar）技术首次被证明能够检测到空间碎片烧蚀。选择锂进行这项调查是由于它在航天器中普遍存在，是锂离子电池和用于结构建造的锂铝合金的关键成分。据估计，像在波兰上空解体并释放锂羽流的单个猎鹰9号上级火箭，仅其储罐壁合金中就含有高达30公斤的锂。这一数字与每天从宇宙尘埃颗粒中自然进入大气层的区区80克锂形成了鲜明对比，凸显了人为影响的巨大规模。

这一发现为科学界日益增长的担忧提供了重要依据，即日益增长的太空交通可能以尚未完全理解的方式污染高层大气。研究人员强调，航天器和卫星的持续再入构成了一种特殊威胁，因为它们的成分与天然流星体根本不同。与主要由硅酸盐和铁组成的天然地外物质不同，卫星和火箭级引入了工程材料，如铝合金、先进复合结构以及来自机载电子设备的稀土元素。这种日益增长的人造污染对关键大气过程——包括辐射传输、臭氧化学和气溶胶微物理学——的长期影响在很大程度上仍然未知，并且是当前科学研究的重点。

航天器和卫星再入对地球大气层可能产生的影响已成为全球天体物理学家日益关注的问题。哈佛大学著名天体物理学家、轨道活动的热心观察者乔纳森·麦克道尔（Jonathan McDowell）一直对欧洲科学家在最新出版物中表达的担忧表示赞同。麦克道尔此前曾将“将高层大气用作焚化炉”的做法描述为“一个巨大的盲点”。尽管他指出他尚未有机会审阅有关猎鹰9号锂羽流的具体论文，但他强调了这项研究在增进我们对地球和地球上所有生命的巨大未知风险的理解方面的重要性。

这些担忧的进一步背景来自美国国家海洋和大气管理局（NOAA），该机构此前报告称，平流层中约10%的硫酸颗粒样本含有铝和其他异种金属，这与火箭和卫星的燃烧一致。NOAA预测，随着太空发射和随后的再入频率的增加，这一比例在未来几年可能会急剧上升至50%。猎鹰9号论文的作者阐述了这一更广泛的威胁，指出：“除了这一单一事件，反复的再入可能会在中层大气中维持更高水平的人为金属和金属氧化物通量，并带来累积的、与气候相关的后果。”

这项来自欧洲的最新研究不仅提供了关键数据，也带来了一线希望，它表明至少可以将大气中的太空发射气溶胶追溯到它们的来源。然而，研究团队承认，仍有许多未知因素存在。他们强烈呼吁“协调的多站点观测”和“全大气化学-气候建模”作为获取更全面理解再入排放如何影响大气化学和颗粒物形成的基本工具。为了保护地球脆弱的大气平衡，需要全球协调一致的努力来监测和减轻这种新兴的污染形式。

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