Herbruikbare ruimtetechnologie heeft geleid tot een toename van ruimtetransport tegen lagere kosten, zoals gepopulariseerd door commerciële ruimtevluchten van bedrijven als SpaceX en Virgin Galactic. Wat echter slecht wordt begrepen, zijn de voortstuwingsemissies van raketten die aanzienlijke veranderingen in de atmosfeer en de samenstelling van de atmosfeer veroorzaken.

In Fysica van vloeistoffen , hebben onderzoekers van de Universiteit van Nicosia in Cyprus de potentiële impact van een raketlancering op luchtvervuiling beoordeeld door de warmte- en massaoverdracht en snelle vermenging van de verbrandingsbijproducten voor hoogten tot 67 kilometer in de atmosfeer te onderzoeken.

"Een beter begrip van raketemissies vereist modellering en simulatie van de vloeistofdynamica van uitlaatgassen van raketten in de atmosfeer", zegt medeauteur Dimitris Drikakis.

Het team modelleerde de uitlaatgassen en ontwikkelde pluim op verschillende hoogten langs een typisch traject van een standaard hedendaagse raket. Ze deden dit als een prototypisch voorbeeld van een tweetrapsraket om mensen en ladingen in de baan van de aarde en verder te vervoeren.

"We laten zien dat vervuiling door raketten niet mag worden onderschat, aangezien frequente toekomstige raketlanceringen een significant cumulatief effect kunnen hebben op het klimaat op aarde", zegt co-auteur Ioannis Kokkinakis.

De onderzoekers vonden de productie van thermische stikstofoxiden (NO_x ), componenten van de verbrandingsuitlaat, kunnen hoog blijven tot op hoogten met een atmosferische omgevingsdruk boven of zelfs iets onder de uitlaatdruk van de verstuivers, d.w.z. onder een hoogte van ongeveer 10 km.

Tegelijkertijd is de uitgestoten massa kooldioxide wanneer de raket 1 kilometer in de mesosfeer klimt, gelijk aan die in 26 kubieke kilometer atmosferische lucht op dezelfde hoogte.

Ze ontdekten dat de impact op de atmosfeer lokaal en tijdelijk in de mesosfeer aanzienlijk kan zijn. Terwijl luchtstromen geleidelijk de uitlaat CO₂ . transporteren en mengen door de atmosfeer, waardoor uiteindelijk de CO₂ terug naar zijn natuurlijk voorkomende niveaus, de tijdschaal waarop dit gebeurt is niet duidelijk.

De wetenschappers geloven dat er nog steeds een bepaald aantal raketlanceringen bestaat waarboven mesosferische koolstofdioxide zich in de loop van de tijd zou kunnen ophopen, waardoor de natuurlijk voorkomende niveaus toenemen en ons klimaat wordt beïnvloed.

Hun resultaten suggereren dat in het ergste geval voldoende NO_x zou kunnen worden geproduceerd in de tijd die de raket nodig heeft om een ​​hoogte van 10 kilometer te bereiken om meer dan 2 kubieke kilometer atmosferische lucht te vervuilen met een NO_x concentratie die volgens de Wereldgezondheidsorganisatie gevaarlijk zou zijn voor de menselijke gezondheid.

"We hopen dat commerciële luchtvaartmaatschappijen, zoals SpaceX, Virgin Galactic en de New Shepard, en de bijbehorende motorfabrikanten, deze effecten in toekomstige ontwerpen zullen overwegen", zei Drikakis. + Verder verkennen

Axioma-lancering:waarom commerciële ruimtevaart opnieuw een enorme sprong voorwaarts kan zijn voor luchtvervuiling