Los cohetes de SpaceX o Virgin contaminan la atmósfera

Los vuelos espaciales comerciales de empresas como SpaceX y Virgin Galactic han popularizado el uso de tecnologías espaciales reutilizables para lograr el transporte espacial a un coste reducido. Sin embargo, apenas se conoce el hecho de que las emisiones de propulsión de los cohetes provocan un calentamiento considerable y cambios químicos en la atmósfera.

Para ello, investigadores de la Universidad de Nicosia, Chipre, ha simulado la dinámica de fluidos de los gases de escape de los cohetes, los científicos han podido analizar las emisiones atmosféricas de los cohetes.

Simulación por ordenador de las emisiones

Estos científicos han abordado el impacto de los gases de escape de los cohetes en la contaminación atmosférica a través de simulaciones computacionales de alta resolución de dinámica de fluidos. Han modelado los gases de escape y el chorro que expulsa un cohete en desarrollo a varias altitudes a lo largo de una trayectoria típica de un cohete actual estándar, como un ejemplo prototípico de un cohete de dos etapas para transportar personas y cargas a la órbita de la Tierra y más allá.

Emisiones cohetes

Emisiones cohetes

El cohete modelado utiliza RP-1 como propulsor y oxígeno líquido como oxidante para generar ∼6806 kN de empuje a través de un total de nueve escapes, coincidiendo, lo más cerca posible según los datos disponibles, con las especificaciones de la misión de lanzamiento Thaicom 8 del cohete Falcon 9 fabricado por SpaceX.

Se evaluaron los efectos potenciales del lanzamiento de un cohete sobre la contaminación atmosférica al observar la transferencia de calor y masa y la mezcla rápida de los subproductos de la combustión a altitudes de hasta 67 kilómetros en la atmósfera.

Efectos de los gases de cohetes en la atmósfera

Los investigadores encontraron que la producción de óxidos de nitrógeno térmico (NOx), componentes del escape de combustión, puede permanecer en niveles altos hasta altitudes con una presión atmosférica ambiental por encima o incluso ligeramente por debajo de la presión de salida de los escapes, es decir, por debajo de una altitud de aproximadamente 10 km.

En la atmósfera, los óxidos de nitrógeno pueden contribuir a la formación de ozono fotoquímico (smog o niebla contaminante) y tener consecuencias para la salud. También contribuye al calentamiento global y puede provocar lluvia ácida.

Falcon 9

Falcon 9

La masa emitida de dióxido de carbono a medida que el cohete sube 1 kilómetro de altitud en la mesosfera (la región de la atmósfera entre la termosfera y la estratosfera, ubicada a una altitud de 50 a 80 kilómetros) es equivalente al contenido en 26 kilómetros cúbicos de aire atmosférico a la misma altitud.

Entre ambas variables, se demuestra que la contaminación de los cohetes no debe subestimarse, ya que los futuros lanzamientos frecuentes de cohetes podrían tener un efecto acumulativo significativo en el clima. Si bien las corrientes de aire transportarán y mezclarán gradualmente el CO2 de escape en toda la atmósfera, lo que finalmente hará que el CO2 vuelva a sus niveles naturales, la escala de tiempo en la que esto sucede no está clara.

En el peor de los casos, se podría producir suficiente NOx durante el tiempo que tarda el cohete en alcanzar una altitud de 10 kilómetros para contaminar más de 2 kilómetros cúbicos de aire atmosférico con una concentración de NOx que, según la Organización Mundial de la Salud, estaría en un nivel peligroso para la salud humana.

“Esperamos que las compañías de vuelos comerciales, como SpaceX, Virgin Galactic y New Shepard, y sus fabricantes de motores asociados, consideren estos efectos en diseños futuros”, ha dicho Dimitris Drikakis, co-autor de la investigación junto a Ioannis Kokkinakis.