ロケット再突入により地球上空で突然のリチウムスパイクが発生

科学者らは、大気上層でリチウム原子が10倍に急増したことを記録し、それがファルコン9ロケット段の制御されない再突入に直接遡ることを突き止めた。 この発見は、燃焼した宇宙用ハードウェアが地球の上空約90マイルに測定可能な化学痕跡を残す可能性があることを証明しており、上昇する打ち上げトラフィックが頭上にどのような堆積物をもたらすかについての懸念が拡大している。リチウムのスパイクが検出されました 2025年2月20日の協定世界時午前0時直後、通常は微量しか存在しないドイツ北部上空に、狭いリチウムの層が出現した。 ライプニッツ大気物理学研究所にて（IAP）、ロビン・ウィング博士は突然のスパイクを記録し、それを数時間前に地球に落下したファルコン9のステージからの破片と関連付けました。 プルームは高度約58～60マイルの間で30分未満の間留まり、その後視界から消えたが、その濃度は通常の背景の10倍に上昇した。 この短い信号は、スペースデブリの再突入による大気上層汚染の直接検出を初めて示し、火の玉が消えた後にそのような物質がどのように移動するかを追跡するための準備を整えた。ロケット再突入の痕跡を残したドイツ北部上空を後戻りし、チームはアイルランド西の大西洋上の狭い通路に到着した。風力モデルでは何千もの経路を走行でき、噴煙が約20時間で約1,000マイル漂流した可能性があることが示された。その線路に沿って、制御不能になったファルコン9のステージが再突入してヨーロッパ上空で炎上し、ポーランドのポズナン近郊で破片が発見された。この試合は偶然の可能性を低くし、火の玉が消えた後でも再突入によって化学指紋がどのように残るかを示した。自然界ではこのような高さではリチウムがほとんど存在しないため、新しい雲がすぐに目立ちます。ロケットの内部では、エンジニアはバッテリーにリチウムを使用し、アルミニウム部品にリチウムを混ぜますが、熱によりリチウムが蒸気に変わる可能性があります。ファルコン9の段階では、チームは再突入中に脱落し始めた金属壁に約66ポンドのリチウムが存在すると推定した。この単一の材料の選択により、他の金属が自然の背景に溶け込んでいる場合でも、リチウムは人造の破片のトレーサーとなりました。それほど高いリチウムを確認するために、ウィングは反射光によって空気を測定するレーザー システムである IAP ライダーを使用しました。リチウムの色に調整された各パルスによって原子が発光し、センサーが戻ってくる光をカウントしてプルームを高さ別にマッピングしました。日光がかすかな信号をかき消す可能性があるため、暗い冬の空が役に立ちました。また、この機器は層がどのように移動したかを追跡しました。依然としてリチウムの光と一致する原子のみが現れる可能性があるため、放出された物質の一部はこのアプローチでは見えないままです。自然大気の原因は除外される天然の金属層は、気象上の帯電した領域である電離層が原子とイオンを再配置するときに現れることがあります。LIDAR サイト近くのレーダーと無線の測深では、事前に強い帯電層は見られず、局所的な磁気活動は静かなままでした。そのような自然な設定がなければ、チームはリチウムの急増を日常的な急上昇ではなく、初期の再突入からの余波として扱いました。長期的な影響について真剣に議論する前に、将来の噴煙にも同じフィルターが必要になるため、自然を除外することが重要です。ロケット再突入で金属が放出される大気圏再突入中、アブレーション、つまり極度の加熱中に物質が沸騰し、金属が原子として放出され、風に乗って広がる可能性があります。プルームが沈むにつれて、酸素やその他のガスがリチウムと結合し、リチウムがレーザーを反射しなくなる化合物に変化する可能性があります。これらの反応は急速に起こるため、クリーンなリチウム信号は、ステージが実際に放出した信号の一部のみをキャプチャした可能性があります。この制限により、科学者は再突入汚染をカウントする際に単一の機器ではなく、化学モデルやより多くの観察を求めるようになりました。より下では、成層圏、つまり上空約 7 ～ 31 マイルの安定した層で、再突入の副産物が収集される可能性があります。これらの兆候は、リチウムのプルームが奇妙な一回限りのものではなく、今後も残る可能性のある物質の前触れであることを示唆している。上昇ロケットの打ち上げロケット 打ち上げる 2015 年から 2023 年の間に 2 倍以上に増加したため、現在、より多くのハードウェアが上層大気圏を通って戻ってきています。急速に成長する衛星フリートは交換サイクルを短縮し、通信事業者は重力に引っ張られて再び復活するまで古いユニットを朽ちさせることがよくあります。「衛星の打ち上げと再突入の継続的な増加は、長期的な大気の組成と気候の相互作用に影響を与える累積的な影響をもたらす可能性がある」とウィング博士は書いている。打ち上げスケジュールが厳しさを増すにつれ、何が燃え上がり、それが何に変化するかを追跡することがより重要になる。科学者らはより広範な監視を呼びかけているIAPを含むより多くの観測局が再突入後の金属雲を監視し、まれな捕獲を記録に変える可能性がある。宇宙船の材料が異なれば、反応や移動の仕方が異なる金属も放出されるため、リチウム以外の新しいターゲットを追加することは役立つだろう。追跡の改善により、技術者は地上でのより安全な破片だけでなく、よりクリーンな破砕のための段階を設計する必要も出てくる可能性がある。それが起こるまでは、新たな観測結果は部分的な目録のみを提供し、化学物質の大部分は隠されたままになります。ロケットの 1 段まで追跡された 1 つのリチウム プルームから、宇宙交通によって日常の天気をはるかに超えた測定可能な汚染がどのように堆積するのかが明らかになりました。 打ち上げと再突入が加速するにつれて、モニタリングの拡張とよりクリーンな再突入設計は、下位層に漂流するものを制限するのに役立つ可能性があります。研究は雑誌に掲載されます コミュニケーション 地球と環境。—–Eric Ralls と Earth.com が提供する無料アプリ、EarthSnap をチェックしてください。—– #ロケット再突入により地球上空で突然のリチウムスパイクが発生