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A indústria de foguetes tem um problema climático — Space Business — Quartz

Queridos leitores,

Bem-vindo ao boletim da Quartz sobre as possibilidades econômicas da esfera extraterrestre. Por favor, encaminhe amplamente e deixe-me saber o que você pensa. Esta semana: Quantificando o custo climático do acesso ao espaço, cratera dupla até o fim e as últimas atualizações sobre o retorno da NASA à Lua.

Os foguetes desempenharão um papel maior nas mudanças climáticas do que se pensava anteriormente, já que o número de lançamentos anuais em todo o mundo continua aumentando. Isso está de acordo com um novo estudo sobre como o transporte espacial altera a química atmosférica.

As boas notícias? Os piores efeitos do estudo são baseados em um cenário irreal. As más notícias? Alguns dos maiores impactos encontrados pelos pesquisadores estão ligados a tendências que só vão aumentar.

O estudo examinou duas questões diferentes: como as emissões dos veículos lançadores afetam a camada de ozônio e como as emissões afetam as mudanças climáticas? Os pesquisadores detalharam os tipos de combustível usados ​​por diferentes foguetes, com que frequência eles são lançados e de onde, bem como os produtos químicos produzidos pelos estágios do foguete e hardware de retorno que queimam na atmosfera. Eles testaram um cenário que mede as emissões ao longo de 10 anos de lançamentos crescendo de forma constante em relação ao que realmente voou em 2019 e um cenário mais especulativo que mede três anos desses lançamentos mais um boom no turismo espacial.

Os pesquisadores medem como as emissões de foguetes contribuem para o forçamento radiativo, ou a mudança na energia retida (ou liberada) pela atmosfera da Terra. Embora reconheçam uma incerteza substancial em torno desses números, suas melhores estimativas para 10 anos de missões espaciais na taxa de 2019 adicionam 3,9 miliwatts por metro quadrado de força radiativa, enquanto o cenário de turismo de 3 anos adiciona 7,9 miliwatts por metro quadrado. Para algum contexto, uma estimativa da contribuição total da indústria da aviação para o aquecimento global de 1940 a 2018 é de 149,1 miliwatts por metro quadrado.

Uma ressalva importante para esse cenário de turismo: espere que a Virgin Galactic e a Blue Origin lancem voos turísticos suborbitais diários e a SpaceX lance uma missão de turismo orbital semanal. Nada disso é provável. A Blue Origin lançou turistas duas vezes este ano, a Virgin não voou em 2022 e a SpaceX lançou apenas um voo turístico este ano e é improvável que faça outro.

Por outro lado, o cenário base de 2019 já está sendo superado pela realidade. Em 2019, foram 102 lançamentos orbitais. Em 2020 foram 104 e em 2021 133. Este ano já foram 73 lançamentos e pode haver mais de 150 tentativas no total. Isso excederia a taxa de crescimento anual de 5,6% que os pesquisadores usaram em seu primeiro cenário.

Os críticos da indústria espacial vão destacar o cenário do turismo espacial porque as descobertas são dramáticas e porque as pessoas ricas se divertindo são um passo em falsomas a própria indústria precisará levar os resultados do benchmark muito mais a sério.

A maior parte do aquecimento causado por foguetes vem de gases de escape na atmosfera superior. Alguns dos piores contribuintes são foguetes sólidos e foguetes hipergólicos, combustíveis tóxicos que inflamam quando combinados. Mas o maior problema que os pesquisadores identificaram é como os foguetes movidos a querosene, como o prolífico SpaceX Falcon 9 e o russo Soyuz, expelem fuligem de carbono preto. Quando a substância é colocada diretamente na atmosfera superior, é muito mais eficaz na retenção de calor do que quando é criada por aviões ou usinas de carvão em altitudes mais baixas, até 500 vezes mais eficaz.

“Isso realmente nos surpreendeu”, disse a coautora do estudo Eloise Marais, professora da University College London, ao Quartz.

No lado positivo, os principais fabricantes de foguetes estão tentando fazer a transição para motores mais eficientes que usam metano e hidrogênio de queima mais limpa, o que produziria menos carbono negro na atmosfera. Os cientistas pensam que os sistemas híbridos de combustível sólido, como o usado pela Virgin Galactic, podem ser particularmente problemáticos; mas muitos especialistas em propulsão estão céticos de que o motor único da Virgin vai se popularizar amplamente. Os propulsores de foguetes sólidos também estão sendo eliminados, pelo menos para muitos veículos de lançamento que voam com frequência.

No entanto, uma coisa que podemos esperar muito no futuro é mais hardware queimando na atmosfera. Embora os futuros foguetes reutilizáveis ​​não possam descartar estágios inteiros, o crescimento maciço da indústria de satélites significa que mais satélites obsoletos são descartados em órbita. Aumentar a cadência do voo espacial tripulado significa reentrada mais frequente de espaçonaves que dependem de escudos de calor que geram partículas problemáticas; na verdade, mesmo o New Shepard da Blue Origin, que é comparativamente amigo do ambiente e funciona com hidrogénio, liberta óxidos de azoto quando volta a entrar na atmosfera. E se a atividade industrial no espaço aumentar, é provável que mais coisas retornem à Terra.

El documento sugiere que 10 años de lanzamientos de cohetes en constante aumento a partir de 2019 revertirían el 10% de las ganancias en la acumulación de ozono generadas por el Protocolo de Montreal, el histórico acuerdo ambiental de 1987 que está ayudando a cerrar el agujero en a camada de ozônio.

Antes da revolução dos foguetes nos últimos anos, pensava-se que a atividade espacial não contribuía muito para a mudança climática, simplesmente porque os lançamentos eram raros em comparação com tantas outras atividades humanas que alteram a química atmosférica. O incrível crescimento da indústria, aliado a uma maior compreensão dos efeitos das emissões em grandes altitudes, mostra que isso está mudando.

Os foguetes continuam a contribuir muito menos para as mudanças climáticas do que o resto dos setores de transporte, geração de energia ou manufatura. Mas a indústria espacial está planejando um futuro em que lançamentos acontecem diariamente ao redor do mundo; Você terá que ficar à frente de reguladores e ativistas que pedirão que você justifique seu trabalho e limpe suas práticas. E terá que ajudar os cientistas que estudam a atmosfera a aprender mais: Marais diz que está atualmente buscando financiamento para um projeto de pesquisa que usaria sensores baseados no espaço para validar modelos climáticos que ela e seus colegas desenvolveram.

Um pedaço de um foguete encontrado em rota de colisão com a lua no início deste ano gerou controvérsia quando foi identificado pela primeira vez como proveniente de um lançamento da SpaceX e posteriormente vinculado como um foguete chinês, embora a China negue isso. Agora, há ainda mais perguntas a serem respondidas, depois que pesquisadores da Arizona State University descobriram o que acreditam ser seu ponto de impacto na superfície lunar, que criou duas crateras em vez da esperada.

Os cientistas dizem que duas crateras na lua foram causadas pelo impacto de um corpo de foguete.

Direitos autorais da imagem: NASA/GSFC/Universidade Estadual do Arizona

O professor Mark Robinson, cuja equipe opera o Lunar Reconnaissance Orbiter que capturou esta imagem, especulou que a cratera dupla pode ter sido causada por hardware de foguete chinês para simular a massa de um futuro módulo lunar.

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DETRITOS ESPACIAIS

Uma atualização (não oficial) de Artemis. A Ars Technica obteve um resumo do plano da NASA para futuras missões lunares, destacando as contradições de longa data entre visão e realidade do programa Artemis. Existem lacunas de vários anos entre as missões planejadas para ocorrer anualmente, e a ambiguidade contínua sobre o Lunar Gateway, uma estação espacial proposta para orbitar a Lua, pode não ser necessária e provavelmente atrasaria os investimentos em habitats na superfície da Lua. própria lua. Enquanto isso, o programa Artemis começou a sério com o lançamento da missão Capstone em 28 de junho.

Fabricante de foguetes chinês levanta US$ 257 milhões. A Exspace, subsidiária comercial da empresa estatal de defesa China Aerospace Science and Industry Corporation, marcou a maior rodada de arrecadação de fundos da história para uma empresa de lançamento chinesa aparentemente privada. A empresa opera um pequeno foguete de combustível sólido usado para lançar satélites e está desenvolvendo um novo motor de combustível líquido.

Dragon adiado até meados de julho. A NASA e a SpaceX estão trabalhando em problemas descobertos em uma cápsula Dragon que entregará suprimentos para a Estação Espacial Internacional no próximo mês. Vazamentos de combustível levaram os engenheiros a substituir partes dos sistemas de powertrain do veículo; eles também substituirão seus pára-quedas. Este veículo em particular já voou para o espaço duas vezes antes e, embora esses problemas possam ser idiossincráticos, eles também refletem os desafios de voar em espaçonaves reutilizáveis.

Virgin Orbit marca duas estreias. A empresa adiou ontem seu primeiro lançamento noturno. Também pretende fazer o primeiro lançamento de satélite do Reino Unido em agosto, que também será o primeiro lançamento da Virgin Orbit fora dos EUA.

As ações espaciais encontram seu caminho em um índice importante. Um punhado de empresas focadas no espaço foi adicionada ao Índice Russell 3000, que tenta comparar as 3.000 maiores ações negociadas em bolsa dos EUA. Essas empresas incluem Planet, Rocket Lab, Redwire, Spire, Terran Orbital, Momentus e Astra. A inclusão dessas empresas deve expô-las a mais investimentos de grandes instituições e gestores de fundos e reflete a crescente importância das empresas espaciais para o mercado. Mas será que alguma vez haverá uma empresa de puro espaço de jogo no S&P 500, a verdadeira impulsionadora e agitadora das medidas de mercado?

Teu amigo,

Tim

Esta foi a 140ª edição da nossa newsletter. Espero que sua semana seja de outro mundo! Por favor, envie sua análise do último esquema Artemis, esquemas para regular as emissões de foguetes, dicas e opiniões informadas para [email protected]

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