2025年2月,搭载22颗Starlink卫星的SpaceX猎鹰9号火箭发生故障,未能执行计划的离轨燃烧。它在轨道上漂流了18天,在轨道上漂流,然后在爱尔兰西海岸附近不受控制地下降。一些部件坠落在波兰,未造成人员伤亡,但这一事件引发了政治和科学界的担忧。
由Robin Wing和莱布尼茨大气物理研究所的同事领导的一项研究表明,猎鹰9号的重返大气层在高层大气中引发了一场锂云。研究人员利用德国库隆斯博恩的共振荧光激光雷达系统,在火箭下降后检测到锂蒸气水平的急剧上升。
通常,大气中仅含有每立方厘米3个锂原子,但事件发生20小时后,密度在94.5至96.8公里的高度间飙升至每立方厘米31个原子。
锂作为污染物
锂是猎鹰9号上段的关键组成部分,存在于锂离子电池和机身的铝锂合金涂层中。据估计,上段含有约30公斤锂,而流星体每天仅向全球大气贡献约80克。
大气模型证实,检测到的云与火箭的重返大气层一致,排除了其他可能的来源。
环境影响
这是首个记录在案的案例,将太空事件直接与大气污染云联系起来。该发现提出了一些关键问题:
- 锂对大气化学的影响是什么?
- 如何在卫星和火箭的有意离轨中限制污染风险?
- 通信巨型星座发射增加可能带来什么后果?

技术与建模
科学家们进行了超过8,000次风轨迹模拟以追踪云到重返点。此外,他们发现猎鹰9号的涂层在98.2公里的高度开始融化,与观察结果一致。
这种方法结合了直接观测和大气建模,提供了一种追踪太空活动衍生污染物的方法。
日益增长的挑战
随着卫星和火箭发射的增加,太空和大气污染成为一个日益重要的话题。科学家警告说,理解和减轻这些影响对于确保太空行动的可持续性至关重要。
猎鹰9号和锂云的案例在与太空相关的环境研究中开创了先例。这一事件不仅仅是一个轶事,它引发了关于监管和监测太空工业对地球大气影响的必要性的讨论。这项研究只是迈向更深入理解我们在地球之外的活动如何改变地球化学平衡的第一步。



