Kommerzielle Weltraumflüge von Unternehmen wie SpaceX und Virgin Galactic haben den Einsatz wiederverwendbarer Weltraumtechnologien populär gemacht, um einen kostengünstigen Weltraumtransport zu erreichen. Darüber ist jedoch wenig bekannt Emissionen von Raketenantrieben erhebliche Erwärmung und chemische Veränderungen in der Atmosphäre verursachen.
Um dies zu tun, Forscher an der Universität von Nikosia , Zypern, die Fluiddynamik von Raketenabgasen simuliert haben, konnten Wissenschaftler die atmosphärischen Emissionen von Raketen analysieren.
Computersimulation von Emissionen
Diese Wissenschaftler haben sich mit dem befasst Auswirkungen von Raketenabgasen auf die Luftverschmutzung durch hochauflösende Computersimulationen der Strömungsdynamik. Sie haben die Abgase und den Jet, die von einer sich entwickelnden Rakete in verschiedenen Höhen entlang einer typischen aktuellen Raketenflugbahn ausgestoßen werden, als prototypisches Beispiel einer zweistufigen Rakete modelliert, um Menschen und Fracht in die Erdumlaufbahn zu befördern. Erde und darüber hinaus.
Raketenemissionen
Die modellierte Rakete verwendet RP-1 als Treibmittel und flüssigen Sauerstoff als Oxidationsmittel, um 6806 kN Schub durch insgesamt neun Auspuffanlagen zu erzeugen, die auf der Grundlage der verfügbaren Daten so genau wie möglich übereinstimmen. Thaicom Missionsspezifikationen starten. 8 der Falcon 9-Rakete von SpaceX .
Die potenziellen Auswirkungen eines Raketenstarts auf die Luftverschmutzung wurden bewertet, indem die Wärme- und Stoffübertragung und die schnelle Vermischung von Verbrennungsnebenprodukten in Höhen von bis zu 67 Kilometern in der Atmosphäre beobachtet wurden.
Auswirkungen von Raketengasen in der Atmosphäre
Die Forscher fanden heraus, dass die Erzeugung von thermischen Stickoxiden (NOx) , Komponenten des Verbrennungsabgases, können bis zu Höhen mit atmosphärischem Umgebungsdruck über oder sogar geringfügig unter dem Abgasauslassdruck auf hohen Niveaus bleiben, dh sagen wir unter einer Höhe von etwa 10 km.
In der Atmosphäre Stickoxide kann zur Bildung von photochemischem Ozon beitragen ( Smog oder Smog) und gesundheitliche Folgen haben. Es trägt auch zur globalen Erwärmung bei und kann sauren Regen verursachen.
Falcon 9
Die Masse des Kohlendioxids, die beim Aufstieg der Rakete in 1 Kilometer Höhe in der Mesosphäre (dem Bereich der Atmosphäre zwischen Thermosphäre und Stratosphäre in 50 bis 80 Kilometern Höhe) ausgestoßen wird, entspricht dem Inhalt in 26 Kilometern Kubikmeter atmosphärischer Luft in gleicher Höhe.
Zwischen beiden Variablen zeigt sich, dass die Raketenverschmutzung nicht unterschätzt werden sollte, da zukünftige häufige Raketenstarts einen erheblichen kumulativen Effekt auf das Klima haben könnten. Während Luftströmungen das Abgas-CO2 allmählich durch die Atmosphäre transportieren und mischen und das CO2 schließlich wieder auf sein natürliches Niveau bringen, ist der Zeitrahmen, in dem dies geschieht, unklar.
Im schlimmsten Fall könnte während der Zeit, die die Rakete benötigt, um eine Höhe von 10 Kilometern zu erreichen, genug NOx produziert werden, um mehr als 2 Kubikkilometer atmosphärische Luft mit einer NOx-Konzentration zu kontaminieren, die laut World Gesundheit Organisation , wäre es bei ein gefährliches Niveau für die menschliche Gesundheit .
„Wir hoffen, dass kommerzielle Flugunternehmen wie SpaceX, Virgin Galactic und New Shepard sowie die mit ihnen verbundenen Triebwerkshersteller diese Effekte in zukünftigen Designs berücksichtigen werden.“ sagte Dimitris Drikakis, Co-Autor der Studie mit Ioannis Kokkinakis.
