فهرست مطالب
افزایش پرتاب‌های فضایی و بازگشت ماهواره‌ها، تهدیدی خاموش برای لایه اوزون به حساب می‌آیند که نیازمند سوخت پاک‌تر و نظارت دقیق هستند.
به گزارش تکناک، با پیشرفت چشمگیر شرکت‌های خصوصی در عرصه سفرهای فضایی، جو بالایی زمین ناخواسته به یک میدان آزمایش تبدیل شده است. هر پرتاب موشک نمایانگر هوش و نوآوری انسان است، اما پشت این درخشش، معادله‌ای خاموش جریان دارد؛ جایی که دود و باقی‌مانده سوخت موشک با اوزون واکنش می‌دهند و سپری که زندگی روی زمین را محافظت می‌کند، نازک‌تر می‌شود. دانشمندان به تازگی در حال اندازه‌گیری این تأثیرات هستند و با افزایش پرتاب‌ها، این تهدید نیز رشد می‌کند.
در دهه ۱۹۸۰، بحران دیگری توجه جهان را به خود جلب کرده بود: کلروفلوئوروکربن‌ها (CFC) که در یخچال‌ها و اسپری‌ها کاربرد داشتند، حفره‌هایی در لایه اوزون ایجاد می‌کردند و پرتوهای مضر فرابنفش را از خود عبور می‌دادند. پاسخ جهانی سریع و متحد بود؛ پروتکل مونترال ۱۹۸۷ این مواد را ممنوع و جدول زمان‌بندی حذف آنها را تعیین کرد. انتشار CFCها ۹۹ درصد کاهش یافت و ماهواره‌ها تا سال ۲۰۲۵، گزارش یکی از کوچک‌ترین حفره‌های اوزون قطب جنوب را از زمان آغاز بازیابی منتشر کردند.
اما هم‌زمان با پایان یک فصل از آسیب‌های جوی، فصل تازه‌ای آرام آغاز شده است. رشد پرتاب‌های تجاری، از شبکه‌های ماهواره‌ای گرفته تا گردشگری فضایی، چیزی شبیه رنسانس موشکی ایجاد کرده است. تعداد پرتاب‌ها از سال ۲۰۱۹ بیش از دو برابر شده است و هر پرتاب اثر شیمیایی خود را در استراتوسفر باقی می‌گذارد. با هر مأموریت، دود، کلر ناشی از سوخت‌های جامد، ذرات فلزی موتور و دوده کربن سیاه در جو رها می‌شود. این بقایا نه تنها گرما را در استراتوسفر به دام می‌اندازند، بلکه واکنش‌های شیمیایی را آغاز می‌کنند، که اوزون را در آسیب‌پذیرترین نقاط از بین می‌برد. «ساندرو واتونی» هشدار می‌دهد: «افزایش سریع پرتاب‌های موشکی می‌تواند روند بهبود حیاتی‌ترین لایه محافظ زمین را کُند کند». هرچند تأثیرات فعلی محدود است، اما لایه اوزون هنوز حدود ۲ درصد نازک‌تر از دوران پیش از تخریب ناشی از CFCها است؛ نشانه‌ای از بهبود آغاز شده که هنوز کامل نشده است.
اعداد پشت پرده
بر اساس چارچوب واتونی (به مطالعات محیط‌زیستی و مدل‌سازی اثرات انتشار هواپیماها و موشک‌ها بر لایه اوزون اشاره دارد)، گروه لورا رول به تازگی مسیرهای احتمالی رشد صنعت پرتاب‌های جهانی را مدل‌سازی کرده است. در سناریوی متوسط با حدود ۸۸۴ پرتاب سالانه، پیش‌بینی شده است که لایه اوزون تا سال ۲۰۳۰ تقریبا ۰.۱۷٪ نازک شود. در سناریوی رشد بالا با نزدیک به ۲،۰۴۰ پرتاب سالانه، کاهش اوزون به ۰.۲۹٪ در سطح جهانی و تقریبا ۴٪ در قطب جنوب می‌رسد. این اعداد ممکن است کوچک به نظر برسند، اما شیمی اوزون خطی نیست. حتی تغییرات جزئی می‌توانند روند بهبود را کُند کنند و دهه‌ها تلاش هماهنگ برای ترمیم لایه اوزون را تحت تأثیر قرار دهند. هر دو مطالعه هشدار واضحی می‌دهند: «بدون سوخت پاک‌تر، صنعت پرتاب در حال گسترش می‌تواند بخش زیادی از دستاوردهای حاصل از پروتکل مونترال را خنثی کند.» دانشمندان برای توضیح علت، به واکنش‌های شیمیایی داخل مسیر دود موشک‌ها اشاره می‌کنند.
راز تخریب لایه اوزون توسط موشک‌ها
قوی‌ترین عوامل کاهش لایه اوزون ناشی از پرتاب موشک‌ها، گاز کلر و دوده هستند. کلر به‌صورت کاتالیتیکی مولکول‌های اوزون را تجزیه می‌کند، در حالی که دوده، جو میانی را گرم و همان واکنش‌های تخریبی را تسریع می‌کند. بیشتر سوخت‌ها دوده به جا می‌گذارند، اما کلر ویژگی منحصر به موتورهای موشک جامد است. موتورهای مایعات کرایوژنیک، مانند اکسیژن و هیدروژن، اثر کمی روی اوزون دارند، اما پیچیدگی آنها باعث می‌شود کمتر از آنها استفاده شود؛ تنها حدود ۶٪ پرتاب‌ها با این موتورها انجام می‌شوند. داستان به محض ترک زمین توسط موشک‌ها پایان نمی‌یابد. مدل‌سازی واتونی هنگام پرتاب متوقف شد، اما بازگشت ماهواره‌ها از جو، بخش دیگری از ماجرا را نشان می‌دهد. ماهواره‌ها در مدار پایین زمین هنگام سقوط می‌سوزند و اکسیدهای نیتروژن و ذرات فلزی آزاد می‌کنند. اکسیدهای نیتروژن به‌طور مستقیم اوزون را کاهش می‌دهند، در حالی که فلزات می‌توانند ابرهای قطبی استراتوسفری بسازند یا سطح واکنش ایجاد کنند که تخریب اوزون را تشدید می‌کند. تأثیرات بازگشت ماهواره‌ها هنوز به‌خوبی شناخته نشده و در مدل‌های کنونی نادیده گرفته شده است. با افزایش خوشه‌های ماهواره‌ای، این بازگشت‌های آتشین بیشتر شده است و به احتمال زیاد اثر کل اوزون بیش از برآوردهای فعلی خواهد بود.
این یافته‌ها آینده‌ای را ترسیم می‌کنند که کمتر بر کشف و بیشتر بر انضباط و مدیریت تکیه دارد. لورا رول می‌گوید: «جلوگیری از کاهش بیشتر اوزون هنوز در دسترس است.» رسیدن به این هدف نیازمند هماهنگی دقیق میان دانشمندان و نهادهای قانون‌گذار است: رصد انتشار موشک‌ها، حذف سوخت‌های پرکلر و پر دوده، توسعه پیشران‌های پاک‌تر و ادغام نظارت در فرایند پرتاب، همه حیاتی هستند. اگر از بحران اوزون دهه ۱۹۸۰ درسی گرفته باشیم، می‌دانیم تغییرات جوی آرام رخ می‌دهند، البته تا زمانی که دیگر آرام نیستند.
این مطالعه در NPJ: Climate and Atmospheric Science منتشر شده است.
