太空環境日漸擁擠,人造衛星碰撞風險與日遽增,而溫室氣體排放可能使情況變得更糟。
過量排放的溫室氣體困住低層大氣熱量,提高全球平均溫度並引起氣候變遷,包括海平面上升、降雨方式改變、更頻繁的極端天氣等,南北極海冰也不斷縮減,對人類與生態皆產生重大影響。
現在新研究指出,過量溫室氣體除了影響對流層,還有導致上層大氣冷卻收縮的副作用。
當今多數衛星運行於離地 80~600 公里的增溫層,而火箭殘骸、廢棄衛星、太空碎片也徘徊於此處,它們依賴地球向下拉的重力,多數於墜落過程中燃燒。
但當增溫層收縮,密度降低會減少大氣阻力,導致太空垃圾不容易下墜燃燒,增加與現役衛星碰撞風險,未來可能因此無法容納大量低軌衛星。
根據新研究,未來 75 年內離地 200~1,000 公里的大氣層衛星承載能力可能下降 50~66%;到本世紀末,同一海拔高度衛星承載量可能只剩 24~33%。
自 1957 年以來,人類已將約 20,650 顆衛星推入太空,目前約 11,100 個運行中,其中 8,000 多個位於增溫層。隨著過去 10 年低軌衛星網路服務出現,衛星發射數量更急遽飆升,光 SpaceX 的星鏈(Starlink)計畫就計劃發射高達 42,000 顆衛星至低地軌道,而 2024 年上半年,SpaceX 便機動執行 50,000 次避免與太空碎片、其他飛行器碰撞的操作。
雖然太陽耀斑、日冕物質拋射等太空天氣事件也會短暫改變地球高層大氣密度,但新研究強調氣候變遷正造就高層大氣長期變化,如果人類還想依賴太空環境進行通訊、觀察、天氣預報、導航,便需注重如何維護太空環境永續性。
新論文發表在《自然-永續性》(Nature Sustainability)期刊。
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※本文授權自科技新報,原文見此。