臭氧層的“天敵”＋1？當(dāng)心衛(wèi)星報(bào)廢后的碎片！

段躍初 黃湘紅

衛(wèi)星在低地球軌道運(yùn)行，隨著時(shí)間的推移會(huì)逐漸失去高度，最終在與大氣層劇烈摩擦中燃燒解體。在過(guò)去的幾十年里，科學(xué)家們一度認(rèn)為這是一個(gè)自然且無(wú)害的過(guò)程。然而，最新研究發(fā)現(xiàn)，這一現(xiàn)象可能會(huì)對(duì)臭氧層帶來(lái)威脅。

國(guó)際期刊《科學(xué)美國(guó)人》近日發(fā)表題為《衛(wèi)星巨型星座可能危及臭氧空洞的恢復(fù)》的論文指出，低地球軌道上不斷增加的衛(wèi)星數(shù)量，可能破壞保護(hù)性臭氧層的微妙平衡。

低地球軌道上的衛(wèi)星在運(yùn)行時(shí)，因與大氣層摩擦，高度會(huì)緩緩降低，最終進(jìn)入大氣層，并在燃燒解體過(guò)程中釋放出大量的氣體和顆粒物。這些物質(zhì)對(duì)臭氧層極有可能產(chǎn)生負(fù)面作用，從而增加地球表面紫外線輻射。過(guò)量的紫外線輻射可能誘發(fā)皮膚癌、白內(nèi)障等多種疾病，同時(shí)給生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)不利影響。顯而易見，保護(hù)臭氧層對(duì)于維護(hù)地球生態(tài)平衡和人類健康至關(guān)重要。

數(shù)據(jù)顯示，2016年至2022年間，衛(wèi)星重返大氣層造成的氧化鋁污染增長(zhǎng)了8倍。這些金屬顆粒在平流層中持續(xù)積聚，可能破壞臭氧層，削弱其吸收紫外線輻射的能力。研究表明，在足夠濃度下，氧化鋁能夠催化臭氧與氯氣的破壞性反應(yīng)，導(dǎo)致臭氧分子分裂。同時(shí)，氧化鋁在這一過(guò)程中保持完整，能持續(xù)與臭氧反應(yīng)，對(duì)臭氧層造成持續(xù)性破壞。

目前，近地地球軌道上有約8100個(gè)衛(wèi)星在運(yùn)行，美國(guó)太空探索技術(shù)公司 SpaceX發(fā)射的星鏈衛(wèi)星占據(jù)了大部分，數(shù)量高達(dá)6000顆。而 SpaceX還計(jì)劃在未來(lái)發(fā)射多達(dá)4.2萬(wàn)顆衛(wèi)星，以構(gòu)建其龐大的互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星網(wǎng)絡(luò)。此外，亞馬遜等全球其他公司也在積極籌備，計(jì)劃發(fā)射上萬(wàn)顆近地軌道衛(wèi)星。這些互聯(lián)網(wǎng)衛(wèi)星的壽命普遍較短，大約5年時(shí)間?？茖W(xué)家估計(jì)，當(dāng)計(jì)劃的衛(wèi)星全部發(fā)射并達(dá)到報(bào)廢期時(shí)，每年將有近360噸氧化鋁顆粒落入地球大氣層，這一數(shù)量比大氣層正常存在的氧化鋁顆粒數(shù)量高出6倍多。

面對(duì)這一新興威脅，我們急需更新現(xiàn)有的監(jiān)管框架，充分考慮衛(wèi)星重返大氣層的潛在影響。

1987年9月16日，聯(lián)合國(guó)環(huán)境規(guī)劃署在加拿大蒙特利爾召開國(guó)際臭氧層保護(hù)大會(huì)，通過(guò)了《蒙特利爾議定書》（以下簡(jiǎn)稱《議定書》）。該議定書規(guī)定了受控物質(zhì)的種類和淘汰時(shí)間表，要求各國(guó)逐步減少并最終停止生產(chǎn)和使用對(duì)臭氧層有破壞作用的氟氯烴等物質(zhì)?！蹲h定書》實(shí)施以來(lái)，在全球范圍內(nèi)成功地減少了消耗臭氧層物質(zhì)的生產(chǎn)和使用，臭氧層破壞的趨勢(shì)得到了有效遏制，為保護(hù)地球生態(tài)環(huán)境作出了重要貢獻(xiàn)。

《議定書》的成功經(jīng)驗(yàn)說(shuō)明，通過(guò)全球協(xié)作，我們有能力應(yīng)對(duì)復(fù)雜的環(huán)境問(wèn)題。然而，現(xiàn)行的軌道活動(dòng)規(guī)則似乎并未對(duì)這一棘手難題提供簡(jiǎn)便且有效的解決方案。

為了降低衛(wèi)星衰減過(guò)程對(duì)臭氧層的潛在威脅，我們?cè)谛l(wèi)星設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，應(yīng)最大限度地減少有害物質(zhì)的使用。當(dāng)衛(wèi)星壽命終結(jié)后，我們可以通過(guò)精準(zhǔn)控制其燃燒過(guò)程，最大程度地減輕對(duì)臭氧層的破壞。此外，國(guó)際社會(huì)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)合作，共同攜手研究和開發(fā)更為環(huán)保的衛(wèi)星處理技術(shù)。

（作者段躍初系中國(guó)科普作家協(xié)會(huì)會(huì)員，黃湘紅系湖南省科普作家協(xié)會(huì)會(huì)員）