段躍初 黃湘紅
衛星在低地球軌道運行，隨著時間的推移會逐漸失去高度 ， 最終在與大氣層劇烈摩擦中燃燒解體 。在過去的幾十年里，科學家們一度認為這是一個自然且無害的過程 。然而，最新研究發現，這一現象可能會對臭氧層帶來威脅 。
國際期刊《科學美國人》近日發表題為《衛星巨型星座可能危及臭氧空洞的恢復》的論文指出，低地球軌道上不斷增加的衛星數量 ， 可能破壞保護性臭氧層的微妙平衡 。
低地球軌道上的衛星在運行時 ， 因與大氣層摩擦，高度會緩緩降低，最終進入大氣層，并在燃燒解體過程中釋放出大量的氣體和顆粒物 。這些物質對臭氧層極有可能產生負面作用 ， 從而增加地球表面紫外線輻射 。過量的紫外線輻射可能誘發皮膚癌、白內障等多種疾病，同時給生態系統帶來不利影響 。顯而易見，保護臭氧層對于維護地球生態平衡和人類健康至關重要 。
數據顯示，2016年至2022年間，衛星重返大氣層造成的氧化鋁污染增長了8倍 。這些金屬顆粒在平流層中持續積聚，可能破壞臭氧層，削弱其吸收紫外線輻射的能力 。研究表明，在足夠濃度下，氧化鋁能夠催化臭氧與氯氣的破壞性反應，導致臭氧分子分裂 。同時，氧化鋁在這一過程中保持完整，能持續與臭氧反應，對臭氧層造成持續性破壞 。
目前，近地地球軌道上有約8100個衛星在運行，美國太空探索技術公司 SpaceX發射的星鏈衛星占據了大部分，數量高達6000顆 。而 SpaceX還計劃在未來發射多達4.2萬顆衛星，以構建其龐大的互聯網衛星網絡 。此外 ， 亞馬遜等全球其他公司也在積極籌備，計劃發射上萬顆近地軌道衛星 。這些互聯網衛星的壽命普遍較短 ， 大約5年時間 。科學家估計，當計劃的衛星全部發射并達到報廢期時，每年將有近360噸氧化鋁顆粒落入地球大氣層，這一數量比大氣層正常存在的氧化鋁顆粒數量高出6倍多 。
面對這一新興威脅，我們急需更新現有的監管框架 ， 充分考慮衛星重返大氣層的潛在影響 。
1987年9月16日 ， 聯合國環境規劃署在加拿大蒙特利爾召開國際臭氧層保護大會 ， 通過了《蒙特利爾議定書》（以下簡稱《議定書》） 。該議定書規定了受控物質的種類和淘汰時間表，要求各國逐步減少并最終停止生產和使用對臭氧層有破壞作用的氟氯烴等物質 。《議定書》實施以來，在全球范圍內成功地減少了消耗臭氧層物質的生產和使用，臭氧層破壞的趨勢得到了有效遏制，為保護地球生態環境作出了重要貢獻 。
《議定書》的成功經驗說明 ， 通過全球協作，我們有能力應對復雜的環境問題 。然而 ， 現行的軌道活動規則似乎并未對這一棘手難題提供簡便且有效的解決方案 。
為了降低衛星衰減過程對臭氧層的潛在威脅，我們在衛星設計和制造過程中，應最大限度地減少有害物質的使用 。當衛星壽命終結后，我們可以通過精準控制其燃燒過程，最大程度地減輕對臭氧層的破壞 。此外 ， 國際社會應當加強合作，共同攜手研究和開發更為環保的衛星處理技術 。
【衛星報廢后，碎片將何去何從？】（作者段躍初系中國科普作家協會會員，黃湘紅系湖南省科普作家協會會員）

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