百家天气预报网 > 天气常识 >

航天器发射对环境的污染

发布时间:2019-12-24 15:20来源: 未知
我们都从电视中看到过航天器升空的壮观景象,在轰然一声巨响以后,地面上犹如云海翻腾,火箭载着航天飞机拖着一条白色的云柱直上蓝天。然而,这些人造的“云”固然好看,却并不是什么好东西,它们是发动机排出的高酸度废烟。美国航天局就警告来到肯尼迪发射中心现场观光的人说,这云和云柱中的微粒会在10公里半径之内散布并沉淀下来。它们会刺激眼睛和呼吸道,甚至损坏汽车表面的油漆,所以建议来访者最好替自己的车子备一个布罩。人们已经警觉到这种排气污染可能范围广阔,并且也会对臭氧层起破坏作用,所以引起了许多环境保护组织的密切关注。
 
  一害:酸性排出物
 
  酸性排出物主要来自助推火箭,它们使用固体燃料。提供了升空所需的80%以上能量。固体燃料的好处在于密度比液体燃料大,从而能以更紧凑的方法提供推力,使航天器的空气动力性能好,效率高。常用固体燃料的主要成分为粉末状的铝,约占15%,配上占70%的过氯酸铵作为氧化剂,还有一些碳氢聚合物,以及少量作催化剂之用的氧化铁。这些燃料在燃烧时产生复杂的化学反应,其主要生成物是氯化氢和氧化铝等。这些生成物作为废气排出,从而造成对地面的污染。这种污染是不可小看的,据美国航宇局于1978年公布的一份资料披露,每次发射航天飞机时,在500米以下将排放24666千克氯化氢和39284千克氧化铝;在500米至13000米的对流层中则排放得更多,分别达到78517千克和26385千克。
 
  氯化氢排放出来时为气体,但与周围的潮气相结合就成了盐酸烟雾。氧化铝排出时为微尘,其中一部分不溶于水或酸;而另一部分不溶于水却溶于酸。因此其中一部分在盐酸烟雾中转化为氯化铝,它对人的呼吸道粘膜是有毒的刺激物。氧化铝本身虽然并非毒素,但当它具微粒状时便成为盐酸的凝结中心,降下来就增加了地面的酸性。另一个酸性污染物来源于冲刷用水。航天飞机发射时助推火箭喷出的高速气流会产生震耳欲聋的噪声和振动,为了减少噪声和振动就需要用水来冲刷反射坑。助推火箭排气时的高热量将这些高度酸性的水的一部分蒸发为汽,这些酸性水蒸汽和大量的微粒散落下来,使附近的灌木变黄,湖水的酸度升高,各种鱼类因此而死亡。
 
  二害:破坏臭氧层
 
  最引人关注的是臭氧层被破坏。每次发射航天飞机时,都会在臭氧层内散布近6万千克的氯化氢和近11万千克的氧化铝。氯化氢遇到自然界的氢氧基时,会释放出自由氯原子,这种氯原子是破坏臭氧的触媒。坏还坏在正因为它是触媒,氯原子本身在化学反应中并不被消耗掉;导致这种对臭氧的破坏循环不止,除非这些氯原子被某种化学或物理的因素消除掉。
 
  据估算,如果美国每年发射9次航天飞机,6次泰坦号火箭,则全球每年同温层氯气增加0.6%,臭氧层减少约0.1%。而臭氧层每减少1%,估计就会在10年之内增加好几千名皮肤癌患者。还要指出的是,在发射场地附近100平方公里内,同温层中的氯化物高达百万分之一,为平时背景值的300倍之多。此外,航天飞机的航迹并不完全垂直地面,它在同温层倾斜飞行时的排出物,横向扩展达1000公里之遥。有时候发射造成对臭氧层的破坏的实际情况,比这种理论估算要严重得多。1974年的一次泰坦号火箭发射,就曾在13分钟内测到18公里高度处的臭氧减少了40%。
 
  当然,目前人类活动对臭氧层破坏的主要因素还是电冰箱、空调机里的氯氟碳化物,它们要占破坏因素的99%。但是,随着宇航事业的不断发展,固体燃料火箭对臭氧层的破坏已是一个不容忽视、又不断增大的因素了