Inventory of global emissions by launchers for 2024
Dieses Papier präsentiert IGEL 2024, einen umfassenden, gitterbasierten globalen Datensatz, der 131 Kilotonnen an Emissionen aus Raketenstarts bei 223 Missionen im Jahr 2024 quantifiziert und deren chemische Zusammensetzung sowie vertikale Verteilung über atmosphärische Schichten detailliert darstellt, um die Klimatologie- und Atmosphärenchemie-Modellierung zu unterstützen.
Originalarbeit lizenziert unter CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Dies ist eine KI-generierte Erklärung des untenstehenden Papers. Sie wurde nicht von den Autoren verfasst oder gebilligt. Für technische Genauigkeit konsultieren Sie das Originalpaper. Vollständigen Haftungsausschluss lesen
Stellen Sie sich den Himmel über uns wie einen riesigen, unsichtbaren Ozean vor. Genau wie der Ozean Strömungen, Temperaturschichten und empfindliche Ökosysteme hat, ist unsere Atmosphäre ein komplexes, lebendiges System, das die Erde bewohnbar hält. Lange Zeit wussten wir bereits, dass Autos, Fabriken und Kraftwerke Schadstoffe in diesen Ozean leiten, dessen Chemie verändern und unseren Planeten erwärmen. Doch es gibt eine neue, schnell wachsende Verschmutzungsquelle, die schwerer zu verfolgen war: Raketen. Jedes Mal, wenn eine Rakete startet, schießt sie eine massive Abgasfahne direkt nach oben, die durch die untere Luft, die mittleren Schichten und sogar die dünne Luft nahe des Weltraums dringt. Wissenschaftler beginnen sich Sorgen zu machen, dass diese Abgase in großen Höhen die Ozonschicht (die Sonnencreme der Erde) und das Klima auf eine Weise stören könnten, die wir noch nicht vollständig verstehen. Um dies herauszufinden, müssen wir zuerst eine wirklich gute Karte davon erstellen, was genau, wo und in welcher Menge freigesetzt wird.
Hier kommt eine neue Studie ins Spiel, die wie ein kosmischer Buchhalter für das Jahr 2024 fungiert. Die Forscher, ein Team des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und einer Universität in Braunschweig, haben etwas geschaffen, das „Inventory of Global Emissions by Launcher“ (IGEL) für 2024 genannt wird. Denken Sie an eine hochauflösende, 3D-Karte jedes Raketenstarts, der in diesem Jahr stattfand. Anstatt nur zu raten, haben sie die Raketen, Triebwerke und Flugbahnen von 25 verschiedenen Trägerfahrzeugen auf einem Computer rekonstruiert, um genau zu simulieren, wie viel Treibstoff sie verbrannten und was aus ihren Auspuffen kam. Sie verfolgten 223 Starts, die mehr als 95 % des gesamten in Weltraummissionen in diesem Jahr verbrannten Treibstoffs abdeckten.
Das Team fand heraus, dass Raketen im Jahr 2024 insgesamt 110 Kilotonnen „Primäremissionen“ (das Zeug, das direkt aus dem Triebwerk kommt) in den Himmel entlassen haben. Nachdem diese Abgase sich mit der Luft vermischt haben und sich etwas verändert haben, werden daraus 131 Kilotonnen an „Endemissionen“. Der größte Teil dieser Verschmutzung ist Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf (H2O), die fast 90 % der Gesamtsumme ausmachen. Die gefährlicheren Stoffe sind jedoch ebenfalls vorhanden: etwa 700 Tonnen Ruß (Black Carbon), 720 Tonnen Stickoxide und 810 Tonnen Aluminiumoxid (ein weißes Pulver aus Feststoffraketen).
Was diese Karte besonders macht, ist, dass sie nicht nur sagt: „Raketen verschmutzen“. Sie zeigt genau, wo die Verschmutzung landet. Etwa 40 % der Abgase werden in der Troposphäre freigesetzt (der untersten Schicht, in der wir leben und in der das Wetter stattfindet), 30 % in der Stratosphäre (der mittleren Schicht, die das Ozon enthält) und die verbleibenden 30 % gelangen noch höher. Die Studie hebt auch hervor, dass die Art der Rakete entscheidend ist; zum Beispiel waren die neuen, massiven Starship-Raketen, obwohl sie in diesem Jahr nur vier Testflüge absolvierten, für einen riesigen Anteil des in diesem Jahr verbrannten Treibstoffs verantwortlich.
Die Forscher geben zu, dass dies eine Simulation auf Basis der besten verfügbaren Daten ist, keine direkte Messung jedes einzelnen Wölkchens Rauch. Sie mussten Mathematik und physikalische Modelle verwenden, um zu schätzen, wie sich die Abgase beim Aufsteigen verändern, da wir keine Sensoren im Weltraum schweben haben, um jeden Raketenschweif zu messen. Sie haben ihre Arbeit jedoch mit echten Flugdaten abgeglichen und festgestellt, dass ihre Karten die Realität sehr gut widerspiegeln. Indem sie diesen detaillierten Open-Source-Datensatz zur Verfügung stellen, übergeben sie Klimawissenschaftlern ein leistungsfähiges neues Werkzeug. Anstatt nun zu raten, wie Raketen unsere Atmosphäre beeinflussen, können Wissenschaftler diese spezifischen, genauen Daten in ihre Klimamodelle einspeisen, um genau zu sehen, wie diese Hochgeschwindigkeitsabgase unsere Weltchemie verändern könnten. Es ist ein entscheidender erster Schritt, um die ökologischen Kosten unserer Reise zu den Sternen zu verstehen.
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