“การปล่อยจรวดทำให้ชั้นโอโซนบางลง
ยุคใหม่แห่งอวกาศอาจทำให้ต้องแลกมาด้วยหายนะกับโลก
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าปัญหานี้กำลังถูกข้ามและประเมินต่ำเกินไป”
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ท้องฟ้ายามค่ำคืนของเราเต็มไปด้วยดาวเทียมที่ปล่อยขึ้นไปเป็นจำนวนมากในวงโคจรระดับต่ำของโลก ซึ่งขับเคลื่อนด้วยอุตสาหกรรมอวกาศที่กำลังขยายตัวขึ้นอย่างรวดเร็ว แม้สิ่งเหล่านี้จะเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้น แต่อย่าให้ความชื่นชมยินดีดังกล่าวมองข้ามสิ่งที่ต้องแลกไป
การปล่อยจรวดกำลังทำให้เกิดความกังวลด้านสิ่งแวดล้อมใหม่ ๆ ตั้งแต่เศษซากจรวดที่ขึ้นไปกับถูกทิ้งลงมา และที่สำคัญ มลพิษที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศสามารถทำลายชั้นโอโซนซึ่งเป็นเกราะปกป้องสิ่งมีชีวิตบนโลกให้พ้นจากรังสียูวีอันตราย นักวิทยาศาสตร์เริ่มตระหนักแล้วว่าปัญหานี้กำลังเลวร้ายลงเรื่อย ๆ
“การปล่อยก๊าซจากจรวดทำให้ชั้นโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ (Stratosphere) บางลง” ดร. แซนโดร วาตติโอนี (Sandro Vattioni) นักวิจัยจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งสหพันธ์สวิส (ETH Zurich) กล่าวในรายงานใหม่
เพื่อทำความเข้าใจว่าอุตสาหกรรมอวกาศส่งผลอย่างไรต่อชั้นบรรยากาศโลก นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคนเทอร์เบอรีและ ETH Zurich จึงได้ศึกษามลพิษจากจรวด ภายใต้ 2 สถานการณ์ที่สำคัญ และรายงานผลที่ได้ไว้ในวารสาร npj Climate and Atmospheric Science
ถูกมองข้ามมานาน
อันที่จริงแล้ว การวิจัยเกี่ยวกับผลกระทบการปล่อยจรวดต่อชั้นโอโซนนั้นเริ่มขึ้นมาตั้งแต่เมื่อกว่า 30 ปีที่แล้ว โดยระบุเอาไว้ว่ามีผลเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ซึ่งเป็นเรื่องที่เข้าใจเนื่องจากในช่วงเวลาดังกล่าว มีจรวดไม่กี่ลำที่ถูกปล่อยขึ้นไปบนฟ้าเท่านั้น
แต่ปัจจุบันอัตรานี้เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในปี 2019 มีจรวดขึ้นสู่วงโคจร 97 ครั้ง และภายในปี 2024 ตัวเลขดังกล่าวก็เพิ่มขึ้นเป็น 258 ครั้งโดยไม่มีแนวโน้มว่าจะลดลง มลพิษจากจรวดเหล่านี้สามารถค้างอยู่ในชั้นบรรยากาศระดับกลางและบนนานกว่าพื้นดินถึง 100 เท่า และการไหลเวียนอากาศก็ทำให้มันเดินทางไปทั่วโลก
ทีมวิจัยที่นำโดย ลอร่า เรเวลล์ (Laura Revell) จากมหาวิทยาลัยแคนเทอร์เบอรี ได้ใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศทางเคมีที่พัฒนาโดย ETH Zurich และหอสังเกตการณ์อุตุนิยมวิทยาฟิสิกส์ เพื่อสร้างสถานการณ์ที่เป็นไปได้ 2 แบบ
สถานการณ์แรก มีการปล่อยจรวด 2,040 ครั้งต่อปีภายในปี 2030 ซึ่งมากกว่าตัวเลขในปี 2024 อยู่ 8 เท่า ทำให้ความหนาของโอโซนเฉลี่ยทั่วโลกลดลงเกือบร้อยละ 0.29 โดยลดลงตามฤดูกาลสูงสุดที่ 3.9 เปอร์เซ็นเหนือทวีปแอนตาร์กติกา ซึ่งปัจจุบันยังคงเกิดรูโอโซนขึ้นทุกฤดูใบไม้ผลิ
“แม้ตัวเลขเหล่านี้อาจดูเล็กน้อยในตอนแรก แต่สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้ก็คือ ชั้นโอโซนปัจจุบันยังคงอยู่ในระยะการฟื้นตัวจากความเสียหายในอดีต ที่เกิดจากสารคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFCs)” ดร. วาตติโอนี กล่าว ดังนั้น “ความหนาชั้นโอโซนปัจจุบันทั่วโลกยังคงต่ำกว่าระดับยุคก่อนอุตสาหกรรมประมาณ 2%”
ขณะที่อีกสถานการณ์คือ ‘ระมัดระวัง’ ของทีมวิจัย หรือมีการปล่อยจรวดอยู่ที่ 884 ครั้งต่อปี ก็ยังทำให้ชั้นโอโซนบางลงร้อยละ 0.17 อยู่ดี นักวิทยาศาสตร์ระบุว่าด้วยเหตุนี้ หากยังไม่มีการควบคุมในปัจจุบัน ก็อาจทำให้ชั้นโอโซนฟื้นตัวล่าช้าออกไปอีกหลายปีหรือหลายทศวรรษ ขึ้นอยู่กับการเติบโตของอุตสาหกรรมจรวด
เชื้อเพลิงเป็นปัญหาสำคัญ
ปัจจัยหลักที่ทำให้ชั้นโอโซนถูกทำลายก็เนื่องมาจาก ก๊าซคลอรีนและอนุภาคเขม่า คลอรีนนั้นเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาการทำลายโมเลกุลของโอโซน ในขณะที่อนุภาคเขม่าเองก็ทำให้ชั้นบรรยากาศระดับกลางอุ่นขึ้นซึ่งก็ไปเร่งปฏิกิริยาเคมีที่ทำลายชั้นโอโซนด้วยเช่นกัน
“แม้ว่าเชื้อเพลิงจรวดส่วนใหญ่จะปล่อยเขม่า แต่การปล่อยคลอรีนส่วนใหญ่จะมาจากมอเตอร์จรวด” ดร. วาตติโอนี บอก “ปัจจุบันระบบขับเคลื่อนเดียวที่มีผลกระทบต่อชั้นโอโซนเพียงเล็กน้อยก็คือ ระบบที่ใช้เชื้อเพลิงเย็นจัดเช่น ออกซิเจนเหลวและไฮโดรเจน”
อย่างไรก็ตามด้วยความซับซ้อนของเทคโนโลยีที่ใช้จัดการเชื้อเพลิงเย็นจัด ทำให้บริษัทส่วนใหญ่เลือกใช้ระบบจัดการเชื้อเพลิงแบบอื่นที่ง่ายกว่า และมีเพียงร้อยละ 6 เท่านั้นที่ใช้ออกซิเจนเหลวและไฮโดรเจน
ทีมวิจัยระบุว่าการศึกษาชิ้นนี้พิจารณาเฉพาะช่วงที่จรวดขึ้นสู่อวกาศเท่านั้น ยังไม่ได้คิดรวมกับดาวเทียมที่อยู่ในวงโคจรต่ำของโลกและกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศเมื่อสิ้นสุดอายุการใช้งาน พร้อมกับเผาไหม้ไปในกระบวนการนี้ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีการปล่อยมลพิษเพิ่มเติมอย่างแน่นอน
รวมถึงอนุภาคโลหะต่าง ๆ และไนโตรเจนออกไซด์ ซึ่งเกิดขึ้นจากความร้อนสูงในขณะกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ แม้ไนโตรเจนออกไซด์จะเป็นที่ทราบกันดีว่าทำหน้าที่เร่งปฏิกิริยาโอโซน แต่อนุภาคโลหะเองก็อาจมีส่วนไม่แำ้กัน ท้ายที่สุดทั้งสองอย่างนี้ก็ทำให้ชั้นโอโซนสูญเสียความเข้มข้น
“จากมุมมองของเรา เป็นที่ชัดเจนว่าเมื่อมีจำนวนดาวเทียมเพิ่มขึ้น การปล่อยมลพิษจากการกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศก็จะเกิดบ่อยขึ้น และผลกระทบโดยรวมต่อชั้นโอโซนจริง ก็น่าจะสูงกว่าที่ประมาณการไว้ในปัจจุบัน” ดร. วาตติโอนี กล่าว “วิทยาศาสตร์กำลังเรียกร้องให้เติมเต็มช่องว่างของข้อมูลเหล่านี้ในความเข้าใจของเรา”
ยังมีความหวัง
ทีมวิจัยเสนอแนวทางแก้ไขไว้นั่นคือ การร่วมมือกันในทุกขั้นตอน ตั้งแต่การตรวจสอบจรวด การปล่อยจรวด ลดการใช้เชื้อเพลิงที่ก่อให้เกิดคลอรีนและเขม่า สนับสนุนระบบขับเคลื่อนจรวดทางเลือก และสร้างกฎระเบียบที่จำเป็นพร้อมกับนำมาใช้ ทั้งหมดนี้ล้วนเป็นกุญแจสำคัญในการช่วยเหลือชั้นโอโซนที่กำลังถูกคุกคาม
“พิธีสารมอนทรีออลได้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนแล้วว่า แม้แต่ภัยคุกคามด้านสิ่งแวดล้อมในระดับดาวเคราะห์ก็สามารถแก้ไขได้ด้วยความร่วมมือระดับโลก (สาร CFCs)” ดร. วาตติโอนี เสริม “ขณะที่เราก้าวเข้าสู่ยุคใหม่ของกิจกรรมทางอวกาศ การมองการณ์ไกลและการประสานงานระหว่างประเทศในลักษณะเดียวกันนี้จึงเป็นสิ่งจำเป็น”
เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบที่เป็นอันตรายต่อชั้นโอโซน ซึ่งเป็นเกราะป้องกันทางธรรมชาติที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งของโลก ทำให้เรามีชีวิตอยู่มาได้จนถึงปัจจุบัน
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
อ่านเพิ่มเติม : แอมโมไนต์ วัตถุลึกลับจากขอบสุริยะ
ผู้สั่นคลอนทฤษฎีดาวเคราะห์ดวงที่ 9
