空间废料：地球大气层人为质量注入的最新评估
大气与海洋物理
2025-10-27 v1 地球与行星天体物理
地球物理
摘要
大型卫星星座是近年来低Earth轨道质量注入增加的主要原因之一。在生命周期结束后，卫星以及火箭阶段会重新进入地球大气层。太空废料燃烧后，因此将大量物质注入中层大气层和下热层。Schulz & Glassmeier (2021)对人为注入及其与流星天体自然注入的比较进行了首次全面分析。他们发现，针对一些在太空应用中定期使用的几种金属元素进行的注入显著且甚至占据主导地位。Murphy等人(2023)对太空废料残留物在大气层气溶胶颗粒中的首次观测确认了这些估计的若干方面，但也揭示了差异和新见解。当前研究更新了Schulz & Glassmeier (2021)的太空废料注入估计，评估了2015至2025年，同时也考虑未来的质量输入情景。考虑了43种元素，从而可以更详细地与流星注入进行比较。将估计的元素通量与大气层气溶胶数据进行比较显示，效果优异。从2020年起，太空废料质量输入大气层的趋势显著上升。讨论的未来情景可能到2025年末就已实现。在2024年，18种在2015年占据流星注入主导地位的元素，2024年增加到24种。其中一些是过渡金属，因其已知具有催化活性。这表明，如果不采取行动，太空废料可能对大气造成显著的长期不利影响，如臭氧消耗、辐射效应以及云形成的变化。迫切需要研究特定元素的大气积累、化学及其一般大气效应。
引用
@article{arxiv.2510.21328,
title = {Space waste: An update of the anthropogenic matter injection into Earth atmosphere},
author = {Leonard Schulz and Karl-Heinz Glassmeier and Moritz Herberhold and Adam Mitchell and Daniel M. Murphy and John M. C. Plane and Ferdinand Plaschke},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.21328},
year = {2025}
}
备注
Preprint submitted to Advances in Space Research