【ITBEAR】8月26日消息，近期，一项新的研究为批评马斯克及其星链（Starlink）项目提供了又一理由。研究发现，随着低轨卫星数量的激增，它们可能对臭氧层造成破坏，这一影响甚至可能抵消过去几十年通过《蒙特利尔议定书》所取得的环保成果。
铝是卫星和运载火箭中常用的材料之一。当低轨卫星完成任务后，它们会脱离轨道，进入大气层并因摩擦和高温而烧毁解体，这一过程中会释放出大量的氧化铝纳米颗粒。这些颗粒主要在50至85公里的中间层形成，并逐渐向下移动至臭氧层所在的平流层。
据ITBEAR了解，氧化铝本身并不直接与臭氧分子反应，但它可以催化臭氧和氯之间的反应，产生的活性氯会破坏臭氧分子。研究人员发现，一颗典型的小型卫星（250公斤）在重返大气层时会释放约30公斤的氧化铝颗粒。基于2022年坠落大气层的低轨卫星数量，研究人员估算出大约有17吨的氧化铝颗粒物被释放到中间层。考虑到未来轨道资源的争夺将更加激烈，每年可能会有超过360吨的氧化铝被释放到大气中。
研究人员通过模型计算，发现卫星释放的氧化铝颗粒需要大约三十年的时间从中间层到达臭氧所在的平流层，这意味着氧化铝对臭氧的破坏作用具有一定的滞后性。这些数据表明，随着低轨卫星数量的持续增加，其烧毁释放的氧化铝对臭氧层的破坏可能抵消过去几十年通过《蒙特利尔议定书》取得的成果。截至2022年，坠落大气层的卫星已使大气层中的铝含量增加了29.5%。
然而，研究人员也指出，由于现实中几乎无法获取卫星烧毁产生氧化铝的数据，模型中的假设是基于氧化铝颗粒物最大程度产生的情况，即“最坏的情况”。
上世纪70年代，科学家首次发现氯氟烃（CFCs）等人造化合物在大气中分解，释放出氯原子，与臭氧产生化学反应，导致臭氧层的耗损。这一发现引发了广泛的关注和研究。1985年，英国南极考察队的乔·法曼等人通过地面观察设备发现了南极上空臭氧浓度显著降低的现象。随后，NASA卫星数据证实了这一观测结果，进一步确认了南极上空存在一个严重的臭氧空洞。
臭氧层的形成是一个复杂的自然过程。太阳辐射中的紫外线在平流层中与氧气分子（O₂）相互作用，将其分解成两个氧原子（O）。这些氧原子再与其他氧气分子结合，形成臭氧（O₃）。这个过程持续不断地进行，形成了一个动态平衡，从而维持了臭氧层的稳定。臭氧能够吸收太阳紫外线（UVB-C和UVB-B），保护植物与动物。同时，紫外线被臭氧层吸收后会转化为热量，使得平流层温度上升，进而影响地球的气候系统，起到了调节气候的作用。
臭氧空洞的发现促使国际社会采取行动，最终促成了1987年《蒙特利尔议定书》的签署，该协议旨在逐步淘汰包括CFCs在内的臭氧层消耗物质。臭氧恢复是一个漫长过程。尽管《蒙特利尔协定》已经在将近四十年前禁止了臭氧消耗物质的生成和使用，但这些物质在大气中的浓度从2000年左右才开始缓慢降低。不过，重视起到了一定积极作用。2022年发布的《臭氧消耗科学评估报告》显示，平流层臭氧仍在恢复中。南极地区的总臭氧柱预计将在2066年左右恢复到1980年的水平，北极地区将在2045年左右恢复，而全球平均值（60°N–60°S）则预计在2040年左右恢复。然而，这个报告没有统计到低轨卫星这一潜在影响因素。
报废卫星及其在解体、爆炸中产生的碎片，以及卫星碰撞后的“遗骸”都成为了人们口中的“太空垃圾”。太空垃圾不仅影响人们进行太空探索，还使得工作中的航天器需时刻警惕避让，以免发生更严重的连锁碰撞。
