隨著低地球軌道衞星數量激增，一個被長期忽視的問題浮出水面：那些脱離軌道、在大氣層中燃燒殆盡的衞星究竟留下了什麼？德國斯圖加特大學的研究團隊正在利用等離子體風洞模擬衞星再入大氣層的極端環境，試圖揭示太空垃圾燃燒的化學真相。他們的研究發現引發了新的擔憂：衞星燃燒後殘留在高層大氣中的灰燼，可能正在改變大氣層的熱平衡，甚至加劇臭氧消耗。
衞星再入大氣層時，大部分銷毀過程發生在海拔 60 至 80 公里的高空——這個高度超出了氣球和飛機的可達範圍，卻又低於衞星的採樣能力，長期以來是科學研究的盲區。斯圖加特大學空間系統研究所的研究團隊正通過等離子體風洞，模擬衞星碎片在高温氣流中解體燃燒的末段條件，結合計算機建模、遠程觀測與實驗研究，試圖填補這一知識空白。
衞星燃燒後殘留物對大氣層的影響日益受到關注
該研究所的博士生法比安·胡夫加德指出：“當一顆衞星消亡時，它並沒有真正消失，它仍然以鋁等微小顆粒的形式存在於大氣中，而我們並不知道這些顆粒在大氣中究竟會產生什麼影響。”
每天約有 44 噸太空岩石進入地球大氣層並燃燒殆盡，但衞星與太空岩石的化學成分截然不同。太空岩石主要由硅及少量鎳、鐵等金屬構成，而太空垃圾的主要成分則是鋁和鈦。研究人員擔心，衞星焚燒後產生的鋁會形成氧化鋁——這種物質已知會觸發臭氧消耗，並反射陽光，可能改變地球高層大氣的熱平衡。
由於這些化學物質在極高海拔釋放，大氣層清除它們的能力遠比清除地表附近污染物要困難得多。斯圖加特團隊的博士生多米尼克·金斯特勒表示：“我們通常不會向大氣層的那個區域注入任何物質，航空旅行會產生大量排放，但那發生在低得多的海拔，那裡的空氣循環要好得多，高層大氣要孤立得多。”
根據歐洲航天局數據，目前每天平均有三顆或更多大型衞星或廢棄火箭級在地球大氣層中燃燒。每年有數百噸人造物體再入大氣層並蒸發，留下微小的灰燼雲以及部分墜落地面的碎片。截至 2026 年 6 月，歐洲航天局統計約有 18,000 顆運行中和報廢衞星繞地球運行。而 SpaceX、藍色起源等公司計劃在未來十年內發射數十萬顆衞星；中國也在推進自己的巨型星座計劃。
雖然目前衞星灰燼和再入人造物體的總量相對較低，但研究人員警告，隨著衞星再入數量的增長，這一趨勢正逼近可能產生顯著影響的臨界點。
斯圖加特團隊的另一位博士生克萊門斯·穆勒指出，除了化學影響外，衞星碎片未能完全燒毀、墜落地面造成財產損失甚至人員傷亡的風險同樣不容忽視。目前一個人被太空碎片擊中的概率極低，但隨著衞星再入數量的增加，整體風險將隨之上升。“在歐洲，發射衞星時必須證明其碎片在再入中倖存概率不超過萬分之一，”穆勒表示，“但顯然，如果有一萬顆衞星，那麼其中一顆倖存下來的概率就會非常高，所以規則需要與時俱進。
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