失效低軌衛星焚燒帶來新環境威脅，臭氧層恐更難恢復

為滿足日益增長的全球網路服務需求，未來 10 年可能有數萬顆通訊衛星進入低地軌道，這些人造衛星已帶來天文學觀測困擾，最近科學家還提出另一個問題：當失效低軌衛星開始燃燒降落，還會破壞臭氧層。

低軌衛星汰換率高，壽命通常僅 5 年，衛星營運商需不斷發射新衛星才能維持高速低延遲的網路服務，因此衛星污染研究除了早期主要集中在火箭燃料，現在科學家開始意識到大量失效衛星也可能衝擊高層大氣。

這些衛星一旦耗盡燃料就會落入大氣層焚燒，一路留下微小金屬顆粒痕跡。研究人員針對衛星材料分子、原子作用建模，分析材料如何隨能量不同變化，發現一顆典型的 250 公斤衛星在燃燒驟降期間會產生約 30 公斤氧化鋁奈米粒子。

整體而言，假如 SpaceX 巨大的星鏈衛星計畫佈署完成，則每年恐有約 360 噸微小氧化鋁粒子從離地 50～85 公里處釋放進入大氣，這些粒子 30 年後將飄落至平流層──保護地球的臭氧層所在地。

穩定氣體被紫外線分解會產生自由基（具有自由電子的原子或分子），而自由基會破壞臭氧分子循環導致臭氧流失，衛星燃燒產生的氧化物雖然不會直接與臭氧分子產生化學反應，但會引發臭氧與氯的破壞性反應，加上氧化鋁不會因此消耗，因此當它們飄過平流層，便能在數十年內持續導致一個又一個臭氧分子被破壞。

簡單說，衛星墜落軌跡會引發破壞臭氧層的化學反應。

最近有研究表明，大氣氧化物粒子數量從 2016～2022 年間增加了 8 倍，隨著低軌衛星數量增加，預計氧化物粒子也只會居高不下。

位於南極洲上空的「臭氧空洞」好不容易在各國監管氟氯烴排放下有所好轉，預計未來 50 年內恢復，然而氧化鋁增加趨勢可能因此中斷未來臭氧層恢復進展。

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（首圖為示意圖，來源：AI 生成）