Vaste-stuwstof van ruimteraketten slaat gaten in de ozonlaag

Raketten die met hulp van vaste stuwstof-boosters in de ruimte worden gebracht brengen bij het passeren van de stratosfeer schade toe aan de ozonlaag.

Dat is door onderzoekers van de Aerospace Corporation aangetoond (Nature, 6 november). Uit laboratorium-proeven en model-berekeningen was al eerder de overtuiging ontstaan dat chloorhoudende raketstuwstof een bedreiging is voor de ozonlaag, maar het is voor het eerst dat de schade aan de ozonlaag ook rechtstreeks in de stratosfeer is gemeten. Mondiaal gezien zou de ozonaantasting door raketten overigens verwaarloosbaar zijn.

In april, mei en december 1996 vloog een tweemotorig WB-57F Canberra verkenningsvliegtuig dat de Nasa van de Amerikaanse luchtmacht heeft overgenomen op 18 kilometer hoogte door het rookspoor van een Titan 4 raket die net vijftien minuten eerder van de basis Vandenberg was gelanceerd. De stratosfeer strekt zich uit van zo'n 15 tot 50 kilometer hoogte en het ozon, dat het karakter van de stratosfeer bepaalt, concentreert zich rond een hoogte van dertig kilometer. De WB-57F was voorzien van apparatuur (ultraviolet absorptie-fotometers) waarmee het ozongehalte van de omringende lucht continu kon worden geregistreerd.

De grenzen van de rookpluim werden door de piloot zonder moeite op het gezicht gevonden. Bochten draaiend passeerde hij het rookspoor met een frequentie van eens per vijf minuten, er zorg voor dragend steeds een nieuw stuk van de pluim 'aan te boren'. De tijd waarin de pluim werd gepasseerd varieerde van 5 tot 60 seconden, overeenkomend met een pluimdiameter van 900 meter tot 11 kilometer. (De pluimdiameter groeit kort na de lancering met zo'n honderd meter per minuut.) In veel passages bleek de oorspronkelijke ozonconcentratie tot vrijwel nul te zijn teruggelopen. De laagste waarden werden zo'n 30 tot 60 minuten na de lancering gevonden, daarna trad weer geleidelijk herstel op.

De vaste stuwstof-boosters van de Titan 4, en overigens ook die van de Space Shuttle en de Ariane-raketten, bevatten een mengsel van ammoniumperchloraat, aluminium en een bindend polymeer (polybutadieen). Het is het ammoniumperchlooraat dat het ozonaantastende chloor in de stratosfeer bracht. De Aerospace-onderzoekers berekenden dat er ruwweg vier keer zoveel ozonmoleculen verdwenen als er chlooratomen in de stratosfeer kwamen, wat een aanwijzing is voor een katalytische cyclus. Dat het vooral chloor is, en niet bijvoorbeeld aluminium, dat het ozon omzet werd mede afgeleid uit de waarneming dat in het rookspoor van een Titan 4 die 's nachts werd gelanceerd géén ozonaantasting optrad. (De dominante ozonvernietigende reacties zijn afhankelijk van zonlicht.) Overigens is de invloed van chloor op stratosferisch ozon uitputtend gedocumenteerd. Het was juist de verontrusting over de invloed van de Space Shuttle-boosters op de ozonlaag die begin jaren zeventig het Nasa-ozononderzoek op gang bracht. Het leidde tot de ontdekking dat in het bijzonder chloor- en broomhoudende vluchtige verbindingen (zoals de cfk's en halonen) gevaarlijk zijn. Nasa heeft publikatie van de bevindingen in Science (1973) enige tijd weten tegen te houden, maar later toch opening van zaken gegeven.

    • Karel Knip