Inventory of global emissions by launchers for 2024
Questo articolo presenta IGEL 2024, un dataset globale a griglia completo che quantifica 131 kilotoni di emissioni da lanci di razzi derivanti da 223 missioni nel 2024, dettagliandone la composizione chimica e la distribuzione verticale attraverso gli strati atmosferici per supportare la modellazione del clima e della chimica atmosferica.
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Immaginate il cielo sopra di noi come un gigantesco oceano invisibile. Proprio come l'oceano ha correnti, strati di temperatura ed ecosistemi delicati, la nostra atmosfera è un sistema complesso e vivente che mantiene la Terra abitabile. Per molto tempo, abbiamo saputo che auto, fabbriche e centrali elettriche riversano inquinanti in questo oceano, cambiandone la chimica e riscaldando il nostro pianeta. Ma c'è una nuova, rapidamente crescente fonte di inquinamento che è stata più difficile da tracciare: i razzi. Ogni volta che un razzo decolla, spara un enorme pennacchio di scarico dritto verso l'alto, trafiggendo gli strati inferiori dell'aria, quelli medi e persino l'aria sottile vicino allo spazio. Gli scienziati iniziano a preoccuparsi del fatto che questi scarichi ad alta quota possano alterare lo strato di ozono (la crema solare del sole) e il clima in modi che non comprendiamo ancora appieno. Per capire questo, dobbiamo prima di tutto creare una mappa davvero accurata di ciò che viene rilasciato, dove e quanto.
È qui che entra in gioco un nuovo studio, che agisce come un contabile cosmico per l'anno 2024. I ricercatori, un team del Centro Aerospaziale Tedesco (DLR) e di un'università di Braunschweig, hanno creato quello che chiamano "Inventory of Global Emissions by Launcher" (IGEL) per il 2024. Pensatelo come una mappa 3D ad alta definizione di ogni lancio di razzi avvenuto in quell'anno. Invece di limitarsi a indovinare, hanno ricostruito i razzi, i motori e le traiettorie di volo di 25 diversi veicoli di lancio su un computer per simulare esattamente quanto carburante bruciassero e cosa uscisse dai loro scarichi. Hanno tracciato 223 lanci, coprendo oltre il 95% di tutto il carburante bruciato nelle missioni spaziali di quell'anno.
Il team ha scoperto che nel 2024, i razzi hanno riversato un totale di 110 kilotoni di "scarico primario" (la sostanza che esce direttamente dal motore) nel cielo. Dopo che quello scarico si mescola con l'aria e cambia leggermente, diventa 131 kilotoni di "emissioni finali". La fetta più grande di questo inquinamento è costituita da anidride carbonica (CO2) e vapore acqueo (H2O), che rappresentano quasi il 90% del totale. Tuttavia, anche le sostanze più pericolose sono presenti: circa 700 tonnellate di black carbon (fuliggine), 720 tonnellate di ossidi di azoto e 810 tonnellate di ossido di alluminio (una polvere bianca proveniente dai razetti a combustibile solido).
Ciò che rende speciale questa mappa è che non dice solo "i razzi inquinano". Mostra esattamente dove si deposita l'inquinamento. Circa il 40% dello scarico viene rilasciato nella troposfera (lo strato più basso dove viviamo e dove avviene il meteo), il 30% nella stratosfera (lo strato intermedio che contiene l'ozono) e il restante 30% va ancora più in alto. Lo studio evidenzia anche che il tipo di razzo è fondamentale; per esempio, i nuovi e massicci razzi Starship, nonostante abbiano effettuato solo quattro voli di prova, sono stati responsabili di una enorme fetta del carburante bruciato in quell'anno.
I ricercatori ammettono che si tratta di una simulazione basata sui migliori dati disponibili, non di una misurazione diretta di ogni singolo sbuffo di fumo. Hanno dovuto usare modelli matematici e fisici per ipotizzare come lo scarico cambi mentre sale, poiché non abbiamo sensori che fluttuano nello spazio per misurare ogni coda di un razzo. Tuttavia, hanno verificato il proprio lavoro confrontandolo con i dati di volo reali e hanno scoperto che le loro mappe corrispondono molto bene alla realtà. Fornendo questo dataset dettagliato e open-source, stanno consegnando agli scienziati del clima uno strumento potente. Ora, invece di tirare a indovinare come i razzi influenzino la nostra atmosfera, gli scienziati possono inserire questi dati specifici e accurati nei loro modelli climatici per vedere esattamente come questi scarichi ad alta velocità stiano cambiando la chimica del nostro mondo. È un primo passo cruciale per comprendere il costo ambientale del nostro viaggio verso le stelle.
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