À medida que o número de lançamentos de foguetes comerciais, como o Falcon 9 da SpaceX, cresce, surge a preocupação sobre até que ponto a poluição gerada por estes lançadores afeta a atmosfera — algo ainda pouco compreendido. Em novo estudo liderado pela Universidade de Nicósia, pesquisadores concluíram que estes foguetes podem contribuir de maneira significativa com a poluição atmosférica.

O estudo investigou como a transferência de calor e massa, além dos subprodutos da combustão, consegue afetar a altitudes de até 67 km. Para isto, os pesquisadores, realizaram simulações computacionais de alta resolução da dinâmica de fluidos.

Como combustível, o Falcon 9 utiliza o RP-1, um tipo de querosene refinado amplamente usado por foguetes similares (Imagem: Reprodução/SpaceX)

Os pesquisadores modelaram os gases de escape e a pluma gerada por eles em diferentes altitudes ao longo de uma trajetória comum aos foguetes atuais, simulando um lançador típico de dois estágios, como o reutilizável Falcon 9 da SpaceX.

Ioannis Kokkinakis, principal autor da pesquisa, disse que o trabalho mostrou como a poluição dos foguetes não deve ser subestimada. "Pois lançamentos frequentes de foguetes futuros podem ter um efeito cumulativo significativo no clima da Terra", acrescentou Kokkinakis.

Efeitos na atmosfera local

A equipe descobriu que a produção de óxidos térmicos de nitrogênio (NOx), produtos da combustão, tem capacidade de permanecer elevada até altitudes com pressão atmosférica ambiente acima ou logo abaixo do bico de saída do foguete — aproximadamente 10 km acima da superfície.

Além disso, os pesquisadores observaram que a massa de dióxido de carbono (CO2) liberada por um foguete que voo até 1 km de altitude na mesosfera, equivale à concentração presente em 26 quilômetros cúbicos de ar atmosférico nesta mesma faixa de altitude.

Pluma de escape de foguete simulada nas altitudes de 10, 30, 50 e 67 km (Imagem: Reprodução/Ioannis Kokkinnkis/Dimitris Drikakis)

Esta poluição também afeta de maneira significativa a atmosfera local, mesmo que por um breve período de tempo. As correntes de ar, no entanto, espalham o CO2 pela atmosfera e, em algum momento, os níveis deste gás retornam à concentração natural.

O problema é que ainda não está claro em quanto tempo isto ocorre. Como mais foguetes comerciais sendo lançados, os pesquisadores se preocupam com os efeitos da poluição a longo prazo que pode se acumular na atmosfera e passar a afetar o clima da Terra.

Segundo os resultados do estudo, no tempo em que um foguete leva para alcançar uma altitude de 10 km, ele libera NOx o suficiente para poluir mais de 2 quilômetros cúbicos de ar atmosférico com uma concentração perigosa à saúde humana, de acordo com os parâmetros da Organização Mundial da Saúde (OMS).

A boa notícia é que algumas empresas aeroespaciais já estão trabalhando para desenvolver foguetes que usam biocombustível, os quais produzem até 86% menos emissões de carbono que os lançadores de combustíveis fósseis, como o foguete Prime da Orbex.

O estudo foi apresentado no periódico científico Physics of Fluids.