Starlink卫星退役后重返大气层燃烧是否会造成污染?

Ernst Hermighausen
Ernst Hermighausen
Ph.D. student researching global internet access.

好的,关于星链卫星退役后重返大气层是否会造成污染的问题,我来给你解释一下。

这事儿确实是很多人关心的一个点,毕竟天上一口气要多好几万个卫星,退役了都掉下来,不想多都难。

结论先行

简单说:会,但影响多大还在研究中。

它不像我们平时说的工厂废气、汽车尾气那种污染,而是一种对高层大气的、长期的、潜在的化学污染。


卫星是怎么“烧掉”的?

首先,得明白卫星不是像烧柴火一样“燃烧”。当卫星降低高度,以极高的速度(每秒几公里)冲进大气层时,它会和空气产生剧烈的摩擦。这种摩擦会产生巨大的热量,温度高达几千摄氏度,足以让构成卫星大部分的金属(主要是铝合金)熔化、蒸发、解体,变成非常微小的颗粒和气体。

这个过程和你看到的流星雨很像,流星就是太空中的小石块冲进大气层烧毁的现象。星链卫星的“自毁”过程,本质上就是一颗人造流星。

污染从哪来?

既然都烧成灰了,污染是啥呢?

主要问题出在这些“灰”上——也就是卫星蒸发后产生的金属氧化物微粒。

  1. 铝氧化物是“主力”:星链卫星的主要材料是铝。铝在高温下燃烧,会变成氧化铝(Al₂O₃)。这些氧化铝颗粒非常小,会长时间悬浮在离地面几十到上百公里的高层大气中。
  2. 潜在的化学反应:这些多出来的氧化铝颗粒可能会“搞事情”。有科学家担心,它们可能会像催化剂一样,加速对臭氧层的破坏。臭氧层可是地球的“防晒霜”,少了它,地表的紫外线辐射会大大增加。
  3. 改变天空亮度:当这些微小的金属颗粒在高层大气中越积越多,它们会散射阳光,可能会导致夜空“变亮”。这对于天文观测来说是个坏消息,会影响地面望远镜的观测效果。
  4. 其他稀有金属:卫星里除了铝,还有电路板、太阳能电池等,包含铜、金、银等各种元素。它们烧完后会变成什么样,对大气有什么长期影响,目前研究得还不够透彻。

和自然现象比,这个量算多吗?

地球每天都会迎来大约几十吨到上百吨的太空尘埃和流星体,它们也在大气层中燃烧,留下类似的金属颗粒。

所以,反对者会说,跟大自然每天“倾倒”的量相比,目前每年退役几百颗卫星产生的这点“人造灰尘”不算什么。

但支持者认为,这不能只看现在。马斯克的星链计划最终要发射42000颗卫星,再加上其他公司(比如亚马逊的柯伊伯计划)的竞争,未来天上可能会有5-10万颗小卫星。这些卫星寿命都不长(大约5年),意味着每年都会有成千上万颗卫星集中退役、冲入大气层

这种“集中投放”的规模是史无前例的,它会不会在某个临界点上,对大气环境造成不可逆转的影响?——这正是科学家们目前最大的担忧和研究的焦点。

SpaceX做了什么?

值得一提的是,SpaceX在设计星链卫星时,已经考虑到了“好死(Demisability)”的问题。他们声称卫星的设计目标是100%在大气层中燃尽,尽量不留下任何大块残骸掉到地面。他们选择的材料也尽可能是在重返大气层时容易分解的。

总结一下

  • 会产生污染:主要是对高层大气的金属微粒污染,特别是氧化铝。
  • 主要风险:可能破坏臭氧层、影响天文观测,对气候的长期影响未知。
  • 目前影响小:相比自然界的流星尘埃,目前退役卫星产生的影响还很小。
  • 未来是关键:真正的风险在于未来数万颗卫星大规模、常态化退役带来的累积效应。

所以,你可以把它理解为:我们正在向一个巨大的、我们还不太了解其运作机理的“游泳池”(高层大气)里,持续不断地撒入一种新的“添加剂”。现在撒得还少,看不出什么问题,但以后撒多了会不会让整个池子的水变质,谁也说不准。这事儿,全球的科学家都在盯着呢。