در حالی که صنعت سفرهای فضایی خصوصی با سرعتی بیسابقه در حال رشد است، پژوهشهای علمی تازه نشان میدهند که این پیشرفت چشمگیر ممکن است بهایی زیستمحیطی در پی داشته باشد. دانشمندان هشدار میدهند که پرتاب موشکها به فضا میتواند به لایه ازون، یکی از حیاتیترین سپرهای حفاظتی زمین، آسیب برساند. در حالی که شرکتهای فضایی خصوصی برای تسلط بر بازار پرتابهای مداری و گردشگری فضایی رقابت میکنند، جو بالایی زمین به تدریج به میدانی برای آزمایشهای ناخواسته شیمیایی تبدیل شده است. هر پرتاب، اگرچه نمادی از پیشرفت علمی و مهندسی بشر به شمار میرود، اما در پس این موفقیتها، ترکیبات گازی حاصل از سوخت و پسماندهای موشکها در واکنش با ازون، به تدریج این لایه محافظ را نازکتر میکنند؛ روندی که اکنون با افزایش بیوقفه پرتابها در حال شدت گرفتن است.
به گزارش رسانه اخبار فناوری تک فاکس، در دهه ۱۹۸۰ میلادی جهان با بحرانی مشابه اما با منشأ متفاوت روبهرو شد. در آن زمان، مواد شیمیایی مصنوعی موسوم به کلروفلوئوروکربنها (CFC) که در تولید اسپریها و سیستمهای سرمایشی کاربرد داشتند، موجب تخریب لایه ازون شدند و مسیر ورود اشعههای فرابنفش مضر به زمین را هموار کردند. جامعه جهانی با واکنشی هماهنگ، در قالب «پروتکل مونترال» در سال ۱۹۸۷، استفاده از این ترکیبات را ممنوع و برنامهای برای حذف تدریجی آنها تنظیم کرد. نتیجه این اقدام جهانی قابلتوجه بود؛ تا دهههای بعد، انتشار CFCها حدود ۹۹ درصد کاهش یافت و تصاویر ماهوارهای تا سال ۲۰۲۵ نشان دادند که سوراخ ازون بر فراز قطب جنوب بهتدریج در حال ترمیم است.
اکنون اما به نظر میرسد فصلی تازه از چالشهای جوی در حال آغاز است. رشد سریع پرتابهای فضایی تجاری، از مأموریتهای ارتباطی و ماهوارهای گرفته تا گردشگری مداری، موج جدیدی از نگرانیهای محیطزیستی را برانگیخته است. دانشمندان از این پدیده با عنوان «رنسانس موشکی» یاد میکنند. آمارها نشان میدهد که از سال ۲۰۱۹ تاکنون، تعداد پرتابهای سالانه بیش از دو برابر شده و هر پرتاب اثر شیمیایی ماندگاری در استراتوسفر بر جای میگذارد. گازهای خروجی، کلر ناشی از سوختهای جامد، ذرات فلزی و دوده حاصل از احتراق سوخت، همگی در لایههای بالایی جو تجمع میکنند و در واکنشهای زنجیرهای شرکت دارند که بهطور مستقیم ازون را تجزیه میکنند.
ساندرو واتیونی، پژوهشگر دانشگاه ETH زوریخ و نویسنده اصلی مطالعه مدلسازی سال ۲۰۲۴ درباره اثرات پرتاب موشکها، هشدار میدهد که رشد سریع پرتابها در سطح جهانی میتواند روند بهبودی لایه ازون را که در پی اجرای پروتکل مونترال حاصل شده، کند یا حتی متوقف کند. یافتههای تیم او نشان میدهد که هرچند آثار کنونی این پدیده هنوز محدود است، اما لایه ازون همچنان حدود ۲ درصد نازکتر از وضعیت پیش از بحران CFCها باقی مانده است؛ موضوعی که نگرانی دانشمندان را نسبت به آینده افزایش داده است.
در پژوهشی جداگانه، تیمی به سرپرستی لورا ریول از دانشگاه کانتربری، سناریوهای مختلف رشد صنعت پرتاب را بررسی کرده است. بر اساس مدلسازیهای آنها، در حالتی متوسط با حدود ۸۸۴ پرتاب سالانه، ازون جهانی تا سال ۲۰۳۰ نزدیک به ۰.۱۷ درصد نازکتر میشود. اما در سناریوی رشد بالا، با حدود ۲۰۴۰ پرتاب در سال، این عدد به ۰.۲۹ درصد در سطح جهانی و تا ۴ درصد در مناطق قطبی میرسد. گرچه این درصدها کوچک به نظر میرسند، اما واکنشهای شیمیایی ازون به شدت غیرخطی هستند و تغییرات اندک میتوانند تأثیرات بزرگی در تعادل جوی ایجاد کنند.
نتیجه مشترک هر دو تحقیق روشن است: در صورت ادامه روند فعلی و بدون توسعه پیشرانههای پاکتر، صنعت فضایی نوپا ممکن است بخش قابل توجهی از بهبودی حاصلشده از بحران دهه ۱۹۸۰ را خنثی کند. دانشمندان معتقدند که دو عامل اصلی در تخریب ازون ناشی از پرتاب موشکها، کلر و دوده هستند. کلر در فرایندهای کاتالیزوری باعث نابودی مولکولهای ازون میشود و دوده نیز با جذب گرما، دمای جو میانی را افزایش داده و سرعت واکنشهای مخرب را بالا میبرد.
بیشتر سوختهای مورد استفاده در موشکها ردپایی از دوده به جا میگذارند، اما کلر تنها در موتورهای سوخت جامد یافت میشود. در مقابل، موتورهای پیشرفتهتر که از سوختهای مایع برودتی مانند اکسیژن و هیدروژن استفاده میکنند، اثر بسیار کمتری بر ازون دارند، هرچند هزینه بالا و پیچیدگی فنی آنها سبب شده تا تنها حدود ۶ درصد از پرتابهای فعلی با این نوع پیشران انجام شوند. با این حال، کارشناسان بر این باورند که توسعه این فناوریها میتواند نقش مهمی در کاهش اثرات زیستمحیطی پرتابها ایفا کند.
اما ماجرا به پرتاب موشکها ختم نمیشود. ورود مجدد ماهوارهها و قطعات موشکی به جو زمین نیز بخشی از چرخه آلودگی است که تاکنون کمتر مورد مطالعه قرار گرفته است. هنگام بازگشت این اجسام، اکسیدهای نیتروژن و ذرات فلزی در جو آزاد میشوند که میتوانند بهطور مستقیم به تجزیه ازون کمک کنند یا ابرهای استراتوسفری قطبی را تحریک کنند؛ ابرهایی که خود زمینهساز تخریب شیمیایی ازون هستند. با افزایش شمار ماهوارهها در مدار پایین زمین، این پدیده نیز احتمالاً شدت خواهد گرفت و سهمی بیشتر از برآوردهای فعلی در کاهش ازون خواهد داشت.
مجموع این یافتهها تصویری از آیندهای ارائه میدهند که در آن حفظ تعادل زیستمحیطی به اندازه پیشرفت فناوری اهمیت دارد. لورا ریول تأکید میکند که هنوز میتوان از تخریب بیشتر جلوگیری کرد، مشروط بر اینکه صنعت فضایی با همکاری دانشمندان و نهادهای قانونگذار، به سمت استفاده از سوختهای پاکتر و طراحی موشکهای کماثرتر برود. نظارت دقیق بر ترکیب گازهای خروجی، حذف تدریجی پیشرانههای کلردار و اعمال مقررات سختگیرانهتر بر پرتابها، از جمله اقداماتی هستند که میتوانند مسیر بهبودی ازون را حفظ کنند. تجربه جهانی از بحران دهه ۱۹۸۰ نشان داده است که تهدیدهای جوی به آرامی و در سکوت پیشروی میکنند، اما در صورت بیتوجهی، پیامدهای آنها میتواند دههها تلاش بشری را بیثمر سازد.