火箭是人类探索太空的重要步奏之一,不过最近有研究表明火箭的发射对地球也有很大的负面影响,究竟是怎么回事呢?
2017年,美国太空探索技术公司(SpaceX)在航天领域“兴风作浪”,发射的火箭超过了俄罗斯。与此同时,SpaceX还在大气电离层打了一个洞。科学家已经确定,SpaceX在去年8月24日发射“猎鹰9号”时把电离层打了一个近560英里(约合901公里)宽的洞。
电离层是地球大气层被太阳射线电离的部分,从离地面约50公里开始一直伸展到约1000公里高度的地球高层大气空域。
火箭在发射时并不是脱离地球引力垂直飞向空中,其飞行轨迹一般呈现曲线状,在距离地面大约80公里至100公里的高空以接近平行于地面的方式飞行,这使得火箭能够比垂直飞行运载更大、更重的载荷。
在去年7月执行福尔摩沙卫星-5号发射任务时,SpaceX的“猎鹰9号”火箭运送的是一颗重量只有475公斤的地球观测卫星。对于猎鹰9号来说,这是一个较轻的载荷。
由于卫星足够轻,猎鹰9号几乎垂直进入太空。这导致猎鹰9号的助推器和二级火箭制造出了圆形冲击波,把电离层的等离子体钻出了一个大洞。这个宽为559英里的大洞持续了近三个小时。
有何后续影响?
猎鹰9号制造的这个大洞只是临时的,但是随着商业火箭把越来越多的卫星送入轨道,电离层遭到的破坏将会越来越多。2017年,私人航天公司获得了39亿美元的私募投资。到2040年时,航天业的规模预计将达到近3万亿美元。
科学家称,航天业发展和越来越多的火箭穿过大气层造成的后果之一就是:全球定位系统(GPS)可能会出错。当猎鹰9号的二级火箭在电离层燃烧等离子体,并在发射大约13分钟制造了这个临时洞后,GPS程序很可能会出现大约1米的误差。
中国台湾国立成功大学地球科学系教授林建宏称,火箭发射就好比一次小型火山爆发,在中高层大气释放能量的方式堪比磁暴。
目前,单一火箭发射对地球的影响依旧无关紧要,但是随着太空技术继续发展,这种影响将会增大。“由于可重复使用火箭降低了成本,人类将进入一个火箭发射越来越平常,越来越频繁的时代,”林建宏表示,“同时,人类正在开发性能更强的火箭,把物资送往其它星球。这两个因素对中高层大气的影响将会逐渐增多,这值得关注。”