Багаторазові космічні технології спричинили зростання кількості дешевого космічного транспорту. Такі послуги стали популярними завдяки комерційним космічним польотам таких компаній, як SpaceX та Virgin Galactic. Однак яку шкоду завдають екології викиди ракетних двигунів, погано вивчено. Тому в публікації Physics of Fluids видавництва AIP Publishing вчені з Університету Нікосії на Кіпрі оцінили потенційний вплив запуску ракети на забруднення атмосфери, досліджуючи тепло- та масоперенесення, а також швидке змішування побічних продуктів горіння в атмосфері на висоті до 67 кілометрів.
Команда змоделювала гази та шлейф на кількох висотах за типовою траєкторією польоту стандартної сучасної ракети. Прототипом виступила двоступенева ракета для доставлення людей та корисних вантажів на орбіту Землі та за її межі.
«Забруднення від ракет не слід недооцінювати, оскільки часті запуски в майбутньому можуть мати значний кумулятивний ефект на клімат Землі», — сказав співавтор дослідження Іоанніс Коккінакіс.
Дослідники виявили, що вироблені оксиди азоту (NOx), що становлять відпрацьовані гази, можуть зберігатися на великих висотах і навіть там, де атмосферний тиск навколишнього середовища вищий або трохи нижчий за тиск на виході з сопел, тобто нижче висоти приблизно 10 км.
Водночас маса вуглекислого газу, що викидається, при наборі ракетою 1 кілометру висоти у мезосфері
Дослідники вважають, що локальний та миттєвий вплив на мезосферу може бути значним. Якщо повітряні потоки будуть поступово переносити й змішувати викиди CO2 з атмосферним повітрям, зрештою знижуючи вміст CO2 до його природного рівня, як швидко це відбувається не ясно.
Вчені вважають, що може бути певна кількість запусків ракет, при перевищенні яких мезосферний вуглекислий газ може накопичуватися і впливати на клімат.
Результати дослідження показали, що за найгіршого сценарію за час, необхідний ракеті для досягнення висоти в 10 кілометрів, може бути вироблена достатня кількість NOx для забруднення понад 2 кубічних кілометрів атмосферного повітря з концентрацією NOx, яка, згідно з Всесвітньою організацією охорони здоров’я, може бути небезпечною для людей.
«Ми сподіваємося, що такі комерційні компанії, такі як SpaceX, Virgin Galactic та New Shepard, а також пов’язані з ними виробники двигунів, врахують ці ефекти у своїх майбутніх проєктах», — додав інший співавтор наукової роботи Димитріс Дрікакіс.