衛星燃燒後的殘片可能會影響地球的磁場
「我們正用垃圾包圍地球。」
（圖源：歐洲航天局/美國太空總署）
隨著越來越多的飛行器發射到地球軌域，空間飛行器的環境影響越發清晰。
數年來在地球大氣層中燃燒的衛星數量不斷增長，科學家一直對此感到擔憂，現在有一篇新發表的論文探討了地球周圍突然出現的，源自衛星二次進入大氣層的導電塵埃外殼可能會影響地球的保護磁場。
「我們正在用垃圾包圍地球。「Sierra Solter-Hunt是一位美籍物理學家，冰島大學的博士候選人，對空間線上網站說道。Sierra Solter-Hunt是新論文的唯一作者，這批那論文2023年12月預釋出在預印本論文網站Arxiv上，仍在等待同行評議。從論文釋出起，就在網上引起了大討論。Sierra Solter-Hunt很開心看到大家的討論，盡管有些人認為她的論文誇大其詞。」我想引起人們討論。「她說道。
Sierra Solter-Hunt在博士階段關於等離子體塵埃的研究中註意到地球大氣層上層中金內容質塵埃的濃度在增加。她解釋道，等離子體塵埃的出現是由細小離子體氣體和微觀塵埃粒子相互作用形成的，細小離子體氣體構成了地球的大氣層上層，微觀塵埃粒子是撞擊地球的流星燃盡後的殘留物，也可能是發射任務完成後燃料耗盡旋回大氣層的衛星留下來的。
從時間之初起，流星就不時撞到地球上，但是流星的化學組成與衛星的化學組成完全不同。
「流星只包含很少量的高導電金屬。「Solter-Hunt說道。」而衛星幾乎全是由超導電性的金屬組成。「
據Solter-Hunt估算，每天有50噸的空間火箭在大氣層中蒸發，殘留大約450千克的帶電塵埃。這一數據比一個單獨的星鏈衛星二次進入大氣層會生成的殘留物少了3倍。當前，根據美國國家海洋及大氣管理局的統計，每天都會有一個老化的衛星在地球大氣層中解體。但是隨著像太空探索技術公司SpaceX這樣的巨型星座發射者持續發射衛星佇列，這一數據將會增加。
如果SpaceX按計劃完成第二代星鏈，42，000個衛星組成的星座的發射，僅星鏈衛星每天就有23個衛星二次進入大氣層。這是因為SpaceX計劃用新一代，更完善的空間飛行器來逐漸更新它的衛星。
「僅是星鏈巨型星座，每天就有大約29噸的衛星二次進入大氣層的物質產生。「Solter-Hunt說道。
研究者認為，在當前的技術下，很難建模得到關於這一數量的導電物質如何影響地球磁場的精確結果。
「衛星主要是由鋁構成的，鋁是超導體。「Solter-Hunt說，」超導體被用來封鎖，扭曲或者遮蔽磁場。我擔心在未來某個時間點，這些導電性塵埃可能會對磁氣圈造成擾動。「
一組在2024年1月2日發射的SpaceX星鏈衛星——包含首批6個直連蜂窩通訊能力的衛星（圖源：SpaceX）
這個時間來臨時，人造物的殘骸重返大氣層產生的導電塵埃，比地球上範艾倫輻射帶的帶點物質總量還要多，範艾倫輻射帶是在地球磁場的影響下形成的兩個累積來自太陽輻射的帶電粒子的區域。
範艾倫輻射帶的內層和外層分別位於3，700-7，400英裏（6000到12000千米）和16000-28000英裏（25000到45000千米）的高度。而來自衛星再入大氣層的磁性塵埃會在更低一些的地方聚集——大約在地表上放37到50英裏（60-80千米）的高處。
Solter-Hunt認為，由導電塵埃層引發的擾動，會在地球的保護磁場上戳出洞，從而使更多有害的宇宙輻射到達地球表面。在極端場景，幾乎是世界末日般的預言裏，磁氣圈被削弱後，太陽風會掀開地球的大氣層，正如數十億年前太陽風掀跑火星上的大氣層一樣。
插圖顯示太陽風（紅色部份）與地球磁場（藍色部份，不按比例尺繪制）的相互作用。（圖源：Mark Garlick/科學影像庫/蓋帝影像）
Solter-Hunt更關註對臭氧層的影響。當衛星燃燒時，衛星上的鋁會轉化成鋁的氧化物，氧化鋁會消耗臭氧。
之前一個研究小組發表了關於超級星鏈再入大氣層的殘骸會對臭氧層帶來的危害，這個研究小組由Aaron Boley領導，他是加拿大英屬哥倫比亞大學天文學和天體物理學的副教授。
Aaron Boley的論文發表在備受尊崇的科學報道期刊上，他拒絕詳細點評Solter-Hunt論文，但是他說「這篇論文開啟了重要的討論「。
Karen Rosenlof是美國國家海洋及大氣管理局的一位大氣化學家，他發表過一些關於衛星再入大氣層產生的鋁的氧化物會對大氣層上層帶來影響的論文。他卻認為應該謹慎看待這個結論。
科學家，包括Karen Rosenlof和Boley，早已開始關註關於大氣層中逐漸增加的衛星殘骸濃度以及長期會對地球產生的影響。
在2023年10月，有一個研究小組報告，使用美國太空總署的高空調查飛機在地表11.8英裏處（19千米）檢測到一些粒子，要麽是火箭燃盡後的殘留物，要麽是燃燒的太空垃圾殘骸。
研究者認為，鑒於這些粒子尺寸微小，這些例子要麽會永久停留在大氣層，要麽會花很長時間返回地面。隨著更頻繁地火箭和衛星發射，粒子濃度會急劇增加。
就像地球大氣層中的溫室氣體濃度不斷增加一樣，其後果要在今後幾十年內逐漸清晰。
「這些巨型星座將會連續造成汙染，「Solter-Hunt說，「巨型星座數量越來越多，會引發不同
的化學反應，而我們對此一無所知。」
BY:Tereza Pultarova
FY:小白
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