Inventory of global emissions by launchers for 2024
Este artículo presenta IGEL 2024, un conjunto de datos globales en cuadrícula exhaustivo que cuantifica 131 kilotoneladas de emisiones de lanzamientos de cohetes de 223 misiones en 2024, detallando su composición química y distribución vertical a través de las capas atmosféricas para apoyar la modelización del clima y la química atmosférica.
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Imagina el cielo sobre nosotros como un océano gigante e invisible. Al igual que el océano tiene corrientes, capas de temperatura y ecosistemas delicados, nuestra atmósfera es un sistema complejo y vivo que mantiene la habitabilidad de la Tierra. Durante mucho tiempo, hemos sabido que los coches, las fábicas y las centrales eléctricas vierten contaminantes en este océano, cambiando su química y calentando nuestro planeta. Pero hay una nueva fuente de contaminación, en rápido crecimiento, que ha sido más difícil de rastrear: los cohetes. Cada vez que un cohete despega, dispara una enorme columna de escape directamente hacia arriba, atravesando el aire inferior, las capas medias e incluso el aire tenue cerca del espacio. Los científicos están empezando a preocuparse de que estos escapes de gran altitud puedan estar alterando la capa de ozono (el protector solar del sol) y el clima de formas que aún no comprendemos del todo. Para entender esto, primero necesitamos un mapa realmente bueno de qué se está liberando exactamente, dónde y cuánto.
Aquí es donde entra en juego un nuevo estudio, que actúa como un contador cósmico para el año 2024. Los investigadores, un equipo del Centro Aeroespacial Alemán (DLR) y una universidad en Braunschweig, crearon algo llamado "Inventario de Emisiones Globales por Lanzador" (IGEL) para 2024. Piensa en esto como un mapa 3D de alta definición de cada lanzamiento de cohete que ocurrió ese año. En lugar de limitarse a adivinar, reconstruyeron los cohetes, los motores y las trayectorias de vuelo de 25 vehículos de lanzamiento diferentes en un ordenador para simular exactamente cuánto combustible quemaron y qué salió de sus colas. Rastrearon 223 lanzamientos, cubriendo más del 95% de todo el combustible quemado en misiones espaciales ese año.
El equipo descubrió que, en 2024, los cohetes vertieron un total de 110 kilotones de "escape primario" (lo que sale directamente del motor) al cielo. Después de que ese escape se mezcla con el aire y cambia un poco, se convierte en 131 kilotones de "emisiones finales". La mayor parte de esta contaminación es dióxido de carbono (CO2) y vapor de agua (H2O), que constituyen casi el 90% del total. Sin embargo, lo más peligroso también está presente: unos 700 toneladas de carbono negro (hollín), 720 toneladas de óxidos de nitrógeno y 810 toneladas de óxido de aluminio (un polvo blanco de los cohetes sólidos).
Lo que hace especial a este mapa es que no solo dice "los cohetes contaminan". Muestra exactamente dónde aterriza la contaminación. Cerca del 40% del escape se libera en la troposfera (la capa más baja donde vivimos y donde ocurre el clima), el 30% en la estratosfera (la capa media que contiene el ozono) y el 30% restante va aún más alto. El estudio también destaca que el tipo de cohete importa mucho; por ejemplo, los nuevos y masivos cohetes Starship, a pesar de haber realizado solo cuatro vuelos de prueba, fueron responsables de una gran parte del combustible quemado ese año.
Los investigadores admiten que esto es una simulación basada en los mejores datos que pudieron encontrar, no una medición directa de cada brizna de humo. Tuvieron que utilizar modelos matemáticos y físicos para adivinar cómo cambia el escape a medida que asciende, porque no tenemos sensores flotando en el espacio para medir la cola de cada cohete. Sin embargo, contrastaron su trabajo con datos de vuelos reales y descubrieron que sus mapas coinciden muy bien con la realidad. Al proporcionar este conjunto de datos detallado y de código abierto, están entregando a los científicos climáticos una herramienta poderosa. Ahora, en lugar de adivinar cómo los cohetes afectan a nuestra atmósfera, los científicos pueden introducir estos datos específicos y precisos en sus modelos climáticos para ver exactamente cómo estos escapes de alta velocidad podrían estar cambiando la química de nuestro mundo. Es un primer paso crucial para comprender el coste ambiental de nuestro viaje hacia las estrellas.
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