لماذا التكلفة البيئية لإطلاق الصواريخ كبيرة حتى عندما تفشل

مجلة المذنب نت متابعات عالمية:
فشلت مهمة بريطانية أخيرة لإطلاق أقمار صناعية إلى الفضاء من Spaceport Cornwall في غرب إنجلترا في توصيل الأقمار الصناعية إلى المدار. لكن الصاروخ LauncherOne نجح في إطلاق ملوثات خطرة إلى الطبقات الوسطى والعليا من الغلاف الجوي حيث سيبقى الكثير منها لسنوات.
بدأت المهمة حقبة جديدة من إطلاق الصواريخ من المملكة المتحدة وهي جزء من النمو العالمي لقطاع الفضاء. ارتفع عدد عمليات الإطلاق بشكل حاد من 102 في عام 2019 إلى رقم قياسي في عام 2022. ومن المتوقع أن يستمر هذا النمو. على سبيل المثال ، توقعت بورصة ناسداك الأمريكية أن تبلغ قيمة القطاع 1.4 تريليون دولار أمريكي (1.1 تريليون جنيه إسترليني) بحلول عام 2030.
ولكن مع نمو الصناعة ، سيزداد التأثير البيئي لإطلاق الصواريخ لا محالة.
تميل تقييمات الأثر البيئي لقطاع الفضاء إلى التركيز على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون. يعد التقرير الذي تقوده جامعة إكستر عن تأثير الكربون في Spaceport Cornwall أحد الأمثلة على ذلك. وخلصت إلى أن إجمالي انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المتولدة في “دورة الحياة” الكاملة للصاروخ ، من تصنيعه إلى إطلاقه ، أقل بكثير من إجمالي انبعاثات جميع المصادر الأخرى في كورنوال.
لكن تأثير الكربون ليس هو الجانب الأكثر إثارة للقلق في إطلاق الصاروخ.
يانوش كونارسكي / شاترستوك
انبعاثات منخفضة ، تأثير كبير
يتم إنتاج الطاقة اللازمة لدفع صواريخ مثل LauncherOne إلى الفضاء من التفاعل بين وقود الكيروسين المستخدم في الصواريخ والأكسجين السائل. خلال هذه العملية ، تتولد ملوثات الهواء ، ومع صعود الصاروخ ، يتم إطلاقها مباشرة في طبقات متعددة من الغلاف الجوي. تشمل الملوثات الرئيسية الناتجة الكربون الأسود أو جزيئات السخام والنيتروجين الغازي التفاعلي أو أكاسيد النيتروجين (NOx).
تمتص جزيئات السخام أشعة الشمس بكفاءة وبالتالي تسخن الغلاف الجوي. يحول أكسيد النيتروجين المنطلق في طبقة الأوزون الأوزون إلى أكسجين. هذا يخفف من طبقة الأوزون ويقلل من قدرتها على حمايتنا من أشعة الشمس الضارة.
تقارن تقييمات الأثر البيئي أيضًا كمية انبعاثات ملوثات الهواء من إطلاق الصواريخ إلى مصادر تلوث الهواء على الأرض ، مثل النشاط الصناعي والسيارات. تنبعث الصواريخ من جزيئات السخام أقل بكثير من هذه المصادر ، لذا فإن هذا النهج يؤدي إلى استنتاج مفاده أن انبعاثات الصواريخ ليست مصدر قلق بيئي وبالتالي لا تستحق التنظيم.
على سبيل المثال ، أنتج LauncherOne ما يقرب من 800 كجم من جزيئات السخام (تم الحصول عليها بضرب كمية الوقود الدافع بكمية السخام الناتج بمقدار 1 كجم من الوقود المحروق). وهذا يعادل 0.1٪ فقط من السخام المنبعث من السيارات في المملكة المتحدة كل عام. لكن مقارنة انبعاثات السخام للصاروخ بمصادر أخرى تخفي الأثر البيئي الحقيقي.

Toa55 / شترستوك
الخسارة البيئية الحقيقية
أجريت أنا وزملائي بحثًا نُشر العام الماضي لتحديد التأثير الحقيقي لإطلاق الصواريخ على المناخ وطبقة الأوزون. قمنا بحساب ورسم خرائط انبعاثات ملوثات الهواء من جميع الصواريخ الـ 102 التي تم إطلاقها في عام 2019. ثم قمنا بتغذية هذه القيم في نموذج يراعي العمليات الفيزيائية والكيميائية المعقدة التي تحدث في الغلاف الجوي للأرض.
قدر النموذج التغير في كمية الطاقة التي تدخل وتخرج من الغلاف الجوي بسبب جزيئات السخام الإضافية الناتجة عن إطلاق الصواريخ. استخدمنا هذه المعلومات لتحديد أن السخام المنبعث من الصواريخ له تأثير احترار أكبر بـ 400-500 مرة من السخام المنبعث من مصادر قريبة من الأرض.
وذلك لأن الصواريخ تطلق سخامًا عاليًا في الغلاف الجوي يصل إلى ارتفاعات تصل إلى حوالي 80 كم. تظل جزيئات السخام عند هذه المرتفعات معلقة في الغلاف الجوي لأكثر من عامين مقارنة بأسابيع قليلة فقط للسخام الناتج بالقرب من الأرض. وكلما طالت مدة تعليق الجسيمات في الغلاف الجوي ، زاد تأثيرها على المناخ.
يزيل المطر جزيئات السخام المنخفضة في الغلاف الجوي. لكن الطبقات العليا من الغلاف الجوي جافة ويتم إزالة السخام عن طريق الاستقرار ببطء شديد على الأرض. تتناقص قوة جاذبية الأرض أيضًا كلما ابتعدت الجسيمات عن الأرض. وهذا يعني أنه كلما زاد إطلاق هذه الجسيمات ، زادت مدة بقائها في الغلاف الجوي.
على النقيض من ذلك ، وجد نموذجنا أن تأثير أكاسيد النيتروجين على طبقة الأوزون عند إطلاقه أثناء إطلاق صاروخ صغير نسبيًا. قدرنا أن جزيئات الأوزون التي يتم تدميرها بسبب تلوث عوادم الصواريخ أقل بحوالي 200 مرة مما يتم تدميره حاليًا بواسطة المصادر الصناعية للمواد المستنفدة لطبقة الأوزون المحظورة بموجب بروتوكول مونتريال. لكن هذا قد يتغير بالنظر إلى النمو الاستثنائي في عدد الصواريخ التي تم إطلاقها خلال السنوات الثلاث الماضية والنمو المتوقع لقطاع الفضاء العالمي.
توفر صناعة الفضاء خدمات حيوية مثل الاتصالات والملاحة والتنبؤ بالطقس وتساعد العلماء على فهم كوكبنا. حتى أبحاثي الخاصة تتطلب رصدات لتلوث الهواء من الأجهزة التي أطلقت في المدار بواسطة الصواريخ. لكن يجب موازنة فوائدها مع اللوائح التي تقلل من ضررها على البيئة ، لا سيما مع استمرار تزايد عدد عمليات إطلاق الصواريخ.
نشكركم على قراءة المنشور عبر مجلة المذنب نت, المتخصصة في التداول والعملات الرقمية والمشفرة