火箭的碳排危機

圖╱路透

新聞提要■GPS、通訊等都離不開衛星，加上人類如火如荼追尋太空旅遊夢，促使火箭頻繁升空，引發的大氣污染危機恐更勝飛機。

精句選粹■The world’s increasing reliance on satellites for everything from weather monitoring to communications services to GPS, as well as a burgeoning space-tourism industry, means rocket launches are growing rapidly.

氣象觀測、通訊服務、全球定位系統（GPS）都倚賴衛星，加上正蓬勃發展的太空觀光，導致火箭發射升空次數愈來愈頻繁，碳排放污染大氣層，加劇氣候變遷隱憂，也隨之浮上臺面。

研究人員指出，儘管太空活動的碳排放規模，與航空及其他產業一比相對較小，但其釋出的污染物也會破壞大氣臭氧層，致使全球暖化惡化。

根據哈佛－史密鬆天體物理中心天體物理學家麥克道威爾（Jonathan McDowell）蒐集的數據，去年火箭成功發射升空180次，多於2021年的136次，他預期往後幾年發射次數還會直線上升。

太空產業的碳排放常被拿來和航空業做比較，全球二氧化碳排放量航空業佔了2.5％。這兩個產業雖都是大氣污染的來源，但製造污染的地點有所不同。

大部分飛機航班飛在對流層，是大氣層最低一層。火箭的碳足跡則集中在較高的中間層和平流層，研究人員說，在平流層的污染物殺傷力較大。

美國政府資助的非營利組織航太公司（Aerospace Corporation）科學家羅斯（Martin N. Ross）指出，卡車柴油引擎或商業飛機產生的黑碳懸浮微粒，持續數日後散去，但火箭排出的黑碳懸浮微粒，會留在平流層達四、五年。

太空旅遊 對環境衝擊大

科學家提到，太空旅遊雖剛起步，一旦起飛對環境的衝擊相當可觀。倫敦大學學院副教授馬萊斯（Eloise Marais）指出，太空旅行的每位乘客碳排量，是長程商用客機的50倍到100倍。

一份太空旅遊影響環境的研究報告發現，要是太空飛行成爲日常，不出三年，火箭發射對氣候衝擊的程度，會是目前的2倍有餘。馬萊斯正是這份報告的共同作者。

馬萊斯指出，大部分火箭燃料中的化合物破壞臭氧層，平流層中的臭氧會吸收太陽的紫外線。

研究人員說，火箭升空活動集中在北半球，北半球雖不像南半球上空出現臭氧層破洞，但既然地球大多數人口生活於此，有必要深入研究，評估火箭發射對北半球上空臭氧層的影響。

幾十年來，美國航太總署（NASA）都以液態氫作爲火箭推進燃料。馬萊斯表示，液態氫很難保持在適當溫度不易處理，不過燃燒時只產生水蒸氣，污染問題沒有煤灰來得大，儘管如此仍會使原本較乾燥的平流層水分增加而影響氣候。

更何況目前大部分液態氫經由碳密集過程生成，算不上是乾淨能源。解決之道是利用再生能源將氫從水分子分離，產生所謂的「綠氫」（green hydrogen）。

開發替代燃料 減少碳排

國際能源總署（IEA）指出，「綠氫」雖在美國氫產量佔不到1％，但再生能源成本下降可改變現況。能源新創公司Green Hydrogen International計劃在德州南部設新廠，專門提供綠氫給火箭公司。

另有科學家嘗試開發替代的航太燃料，除了減少碳排放，且比現用燃料的推力更強。加州大學河濱分校發表研究報告指出，燃燒硼烷氨（ammonia borane）形成零碳燃料，可取代現今火箭使用的化石燃料。