Återanvändbar rymdteknik har lett till en ökning av rymdtransporter till en lägre kostnad, vilket populariserats av kommersiella rymdflygningar av företag som SpaceX och Virgin Galactic. Vad som dock är dåligt förstått är raketernas framdrivningsutsläpp som skapar betydande uppvärmning och sammansättningsförändringar i atmosfären.

I Physics of Fluids , utvärderade forskare från universitetet i Nicosia på Cypern den potentiella inverkan av en raketuppskjutning på luftföroreningar genom att undersöka värme- och massöverföringen och snabb blandning av förbränningsbiprodukterna för höjder upp till 67 kilometer in i atmosfären.

"Förbättrad förståelse för raketemissioner kräver modellering och simulering av vätskedynamik hos raketavgaser i atmosfären", säger medförfattaren Dimitris Drikakis.

Teamet modellerade avgaserna och utvecklandet av plymen på flera höjder längs en typisk bana för en vanlig nuvarande raket. De gjorde detta som ett prototypiskt exempel på en tvåstegsraket för att transportera människor och nyttolaster in i jordens omloppsbana och bortom.

"Vi visar att föroreningar från raketer inte bör underskattas eftersom frekventa framtida raketuppskjutningar kan ha en betydande kumulativ effekt på jordens klimat", säger medförfattaren Ioannis Kokkinakis.

Forskarna fann produktionen av termiska kväveoxider (NO_x). ), komponenter i förbränningsavgaserna, kan förbli högt upp till höjder med ett omgivande atmosfärstryck över eller till och med något under munstyckenas utloppstryck, dvs. under en höjd av cirka 10 km.

Samtidigt motsvarar den emitterade massan av koldioxid när raketen klättrar 1 kilometer på höjden i mesosfären den som finns i 26 kubikkilometer atmosfärisk luft på samma höjd.

De fann att påverkan på atmosfären lokalt och tillfälligt i mesosfären kan vara betydande. Medan luftströmmar gradvis kommer att transportera och blanda avgaserna CO₂ genom hela atmosfären, vilket så småningom bringar CO₂ tillbaka ner till sina naturligt förekommande nivåer är tidsskalan över vilken detta händer inte klar.

Forskarna tror att ett visst antal raketuppskjutningar fortfarande kan existera över vilka mesosfärisk koldioxid kan ackumuleras över tiden, vilket ökar de naturligt förekommande nivåerna och påverkar vårt klimat.

Deras resultat tyder på att i det värsta scenariot, tillräckligt NO_x kan produceras under den tid det tar för raketen att nå en höjd av 10 kilometer för att förorena över 2 kubikkilometer atmosfärisk luft med ett NO_x koncentration som, enligt Världshälsoorganisationen, skulle vara på en nivå som är farlig för människors hälsa.

"Vi hoppas att kommersiella flygbolag, som SpaceX, Virgin Galactic och New Shepard, och deras associerade motortillverkare, kommer att överväga dessa effekter i framtida konstruktioner", säger Drikakis. + Utforska vidare

Axiom lansering:Varför kommersiella rymdresor kan vara ytterligare ett stort steg för luftföroreningar