Saatnya mempertimbangkan dampak knalpot roket di atmosfer
Technology & Science

Saatnya mempertimbangkan dampak knalpot roket di atmosfer

Dengan roket yang meledak hampir setiap minggu, pariwisata luar angkasa mendapatkan momentum dan rencana untuk kembali ke bulan dalam satu dekade, para ilmuwan menjadi khawatir bahwa gas buang panas dari roket dapat berdampak negatif pada atmosfer — mulai dari permukaan hingga tepi. ruang.

Selama lebih dari setengah abad, roket telah menembus atmosfer dalam perjalanan ke luar angkasa. Sampai saat ini efek dari asap knalpot mereka di atmosfer belum menjadi perhatian utama. Karena roket bergerak sangat cepat, mereka hanya menghabiskan beberapa menit di atmosfer, sehingga dampaknya dianggap minimal.

Sekarang, dengan perusahaan swasta seperti SpaceX, Blue Origin, Virgin Galactic, Rocket Lab — bersama dengan badan antariksa di Cina, Jepang, Eropa, dan Rusia — semuanya mengirim lebih banyak roket ke luar angkasa daripada sebelumnya, para ilmuwan mengatakan inilah saatnya untuk melihat dampak jangka panjang pada atmosfer semua peluncuran tersebut.

Kapsul Boeing CST-100 Starliner di atas roket United Launch Alliance Atlas 5 berhasil menembus atmosfer pada penerbangan uji kedua tanpa awak ke Stasiun Luar Angkasa Internasional. (Joe Skipper/Reuters)

Menurut perkiraan, 2021 adalah tahun rekor peluncuran dengan 160 percobaan dan 146 keberhasilan; ini hanya perkiraan karena beberapa peluncuran militer tidak diumumkan karena diklasifikasikan.

Sebuah laporan dalam jurnal, Physics of Fluids, menunjukkan bagaimana para ilmuwan di University of Nicosia di Siprus memodelkan efek bahan kimia dan panas yang dilepaskan oleh knalpot roket hingga ketinggian 67 kilometer dan menemukan ada efek signifikan pada iklim Bumi.

Roket SpaceX Falcon 9 yang membawa muatan 53 satelit Starlink lepas landas dari Launch Complex 39A di Kennedy Space Center di Cape Canaveral, 18 Mei. (Steve Nesius/Reuters)

Roket yang digunakan untuk model tersebut adalah SpaceX Falcon 9, yang telah melakukan perjalanan reguler ke luar angkasa dengan mengirimkan satelit ke orbit, serta membawa kargo dan awak ke Stasiun Luar Angkasa Internasional. Ini bukan roket terbesar, juga bukan yang terkecil, menjadikannya contoh rata-rata penerbangan roket yang baik.

Roket tidak menghabiskan banyak waktu di atmosfer, hanya membutuhkan waktu sekitar delapan menit untuk bergerak dari awal berdiri hingga mengorbit. Faktanya, salah satu alasan mereka naik langsung dari landasan peluncuran adalah untuk melewati udara secepat mungkin untuk mengurangi hambatan. Tetapi selama waktu yang singkat itu mereka membakar berton-ton bahan bakar.

Kapsul Boeing CST-100 Starliner diluncurkan di atas roket United Launch Alliance Atlas 5 pada 19 Mei. (Steve Nesius/Reuters)

Sembilan mesin pada Falcon 9 menggunakan bahan bakar RP-1, yang merupakan versi halus dari minyak tanah yang mirip dengan bahan bakar jet. Karena ini adalah bahan bakar fosil, ia menghasilkan karbon dioksida, gas rumah kaca, di knalpotnya.

Para peneliti menemukan jumlah karbon dioksida yang dipancarkan saat roket naik satu kilometer ke mesosfer setara dengan yang terkandung dalam 26 kilometer kubik udara atmosfer ambien pada ketinggian yang sama.

Tampilan tiga dimensi dari cerobong asap roket diperoleh pada ketinggian 10, 30, 50, dan 67 km dari kiri ke kanan, atas ke bawah. (Ioannis Kokkinakis/University of Nicosia/Nature Communications/)

Aspek lain dari penerbangan roket adalah efek panas dan tekanan udara di sekitarnya dari asap knalpot. Ini dapat memanaskan atmosfer secara langsung, mungkin mempengaruhi ozon, dan menghasilkan nitrogen oksida, polutan yang berbahaya bagi kesehatan manusia.

Saat ini, gas nitrogen oksida yang terbentuk di bawah suhu tinggi di ketinggian yang lebih rendah terbawa oleh angin atas sehingga dampaknya bersifat sementara di ketinggian yang lebih tinggi. Tetapi para ilmuwan khawatir bahwa peningkatan perjalanan roket yang diharapkan di masa depan dapat memiliki efek kumulatif.

Hasil ini menunjukkan studi lebih lanjut diperlukan pada respon atmosfer di semua ketinggian, ditambah pertimbangan harus dibuat untuk desain masa depan mesin roket dan bahan bakar alternatif untuk meminimalkan dampaknya.

Tangki penyimpanan bahan bakar berada di dekat kapsul SpaceX Crew Dragon di atas roket pendorong Falcon 9 di Kennedy Space Center 18 Januari. (Steve Nesius/Reuters)

Salah satu perubahan yang dapat dilakukan adalah menggunakan hidrogen cair sebagai pengganti minyak tanah untuk menghilangkan emisi karbon, meskipun itu memiliki tantangan tersendiri, karena bahan bakarnya sangat dingin dan sulit ditangani. Tetapi roket di masa lalu, seperti mesin utama pesawat ulang-alik dan tingkat atas roket bulan Saturn V, menggunakan bahan bakar itu dengan sangat sukses.

Roket telah membawa orang dan barang dari planet ini selama beberapa dekade; sekarang saatnya untuk mempertimbangkan apa yang mereka tinggalkan.

Posted By : hongkong prize