วิธีการทำงานของเครื่องยนต์จรวด

ในPhysics of Fluidsโดย AIP Publishing นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยนิโคเซียในประเทศไซปรัสได้ประเมินผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นจากการปล่อยจรวดต่อมลพิษในชั้นบรรยากาศ โดยการตรวจสอบความร้อนและการถ่ายเทมวล และการผสมอย่างรวดเร็วของผลพลอยได้จากการเผาไหม้สำหรับระดับความสูงถึง 67 กิโลเมตรเข้าไปใน บรรยากาศ. Dimitris Drikakis ผู้เขียนร่วมกล่าวว่า "ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการปล่อยจรวดจำเป็นต้องมีการสร้างแบบจำลองและการจำลองไดนามิกของของไหลของก๊าซไอเสียจากจรวดสู่ชั้นบรรยากาศ" ทีมงานสร้างแบบจำลองของก๊าซไอเสียและพัฒนาขนนกที่ระดับความสูงต่างๆ ตามแนววิถีทั่วไปของจรวดมาตรฐานในปัจจุบัน พวกเขาทำสิ่งนี้เพื่อเป็นตัวอย่างต้นแบบของจรวดสองขั้นเพื่อขนส่งผู้คนและน้ำหนักบรรทุกเข้าสู่วงโคจรของโลกและที่อื่นๆ Ioannis Kokkinakis ผู้เขียนร่วมกล่าวว่า "เราแสดงให้เห็นว่ามลพิษจากจรวดไม่ควรถูกประเมินต่ำเกินไป เพราะการปล่อยจรวดบ่อยครั้งในอนาคตอาจส่งผลสะสมอย่างมากต่อสภาพอากาศของโลก" Ioannis Kokkinakis ผู้เขียนร่วมกล่าว นักวิจัยพบว่าการผลิตเทอร์มัลไนโตรเจนออกไซด์ (NOx) ซึ่งเป็นส่วนประกอบของไอเสียที่เผาไหม้ สามารถคงอยู่ได้จนถึงระดับความสูงโดยมีความดันบรรยากาศโดยรอบสูงกว่าหรือต่ำกว่าความดันทางออกของหัวฉีดเล็กน้อย กล่าวคือ ต่ำกว่าระดับความสูงประมาณ 10 กม. . ในเวลาเดียวกัน มวลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาเมื่อ จรวด ไต่ขึ้นไปในระดับความสูง 1 กิโลเมตรในชั้นบรรยากาศจะเทียบเท่ากับมวลของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ 26 ลูกบาศก์กิโลเมตรที่ระดับความสูงเดียวกัน พวกเขาพบว่าผลกระทบต่อบรรยากาศเฉพาะที่และชั่วขณะในชั้นบรรยากาศมีนัยสำคัญ ในขณะที่กระแสอากาศจะค่อยๆ ขนส่งและผสม CO 2ไอเสียไปทั่วชั้นบรรยากาศ ในที่สุดก็นำ CO 2กลับลงมาสู่ระดับที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติ ระยะเวลาที่สิ่งนี้เกิดขึ้นนั้นไม่ชัดเจน นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าการปล่อยจรวดจำนวนหนึ่งอาจยังคงมีอยู่สูงกว่าที่ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศอาจสะสมเมื่อเวลาผ่านไป ซึ่งจะเป็นการเพิ่มระดับที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติและส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศของเรา ผลลัพธ์ของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าในสถานการณ์ที่เลวร้ายที่สุด สามารถผลิต NOx ได้เพียงพอในช่วงเวลาที่จรวดขึ้นไปถึงระดับความสูง 10 กิโลเมตรเพื่อสร้างมลพิษในอากาศในชั้นบรรยากาศมากกว่า 2 ลูกบาศก์กิโลเมตรด้วยความเข้มข้นของ NOx ซึ่งอ้างอิงจาก World Health องค์กรจะอยู่ในระดับที่เป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ “เราหวังว่าบริษัทการบินพาณิชย์ เช่น SpaceX, Virgin Galactic และ New Shepard และผู้ผลิตเครื่องยนต์ที่เกี่ยวข้อง จะพิจารณาผลกระทบเหล่านี้ในการออกแบบในอนาคต” Drikakis กล่าว