Как метановые отходы, производимые МКС, взаимодействуют с нашей атмосферой?

На МКС используется реактор Сабатье для извлечения кислорода из углекислого газа. На выходе получается метан.

Я полагаю, что большая часть метана, попадающего в нашу атмосферу на уровне земли, достигает максимальной высоты. Если предположить, что МКС находится выше этой высоты, мне любопытно, как метан, попавший в нашу атмосферу на высоте МКС, по-разному взаимодействует с нашей атмосферой?

У вас есть источник, который подробно описывает, сколько метана выбрасывает МКС?
Несколько связанный вопрос, вы можете найти некоторые обсуждения там интересными; «То, что происходит после Кармана, остается за Карманом»?
Я удалил попытки ответить на вопрос в комментариях.
Я отредактировал свой вопрос, чтобы объяснить, как МКС генерирует метан. Кроме того, я ученый, который размышляет о причинах и следствиях и лежащих в их основе системах. Это помогает мне строить мысленные эксперименты в голове. Я не обсуждаю причины парникового эффекта и вклад человека в изменение климата. Я системный мыслитель, мне любопытно, какие атмосферные и химические системы могут играть причинную роль.

Ответы (2)

Если предположить, что метан остается на орбите вокруг Земли, как указано uhoh, тогда он больше ничего не сделает. В Википедии есть довольно обширная статья о метане в атмосфере, и в ней упоминается, что первичная реакция метана в атмосфере — это окисление гидроксильными радикалами. Поскольку гидроксильные радикалы происходят из воды, а вода в нашей атмосфере в основном ограничена тропосферой, молекулы метана имеют средний срок жизни около 10 лет в тропосфере... и 120 лет в стратосфере.

Таким образом, метан, произведенный на МКС еще выше, будет находиться там довольно долго, ни с чем не реагируя. При этом он может способствовать парниковому эффекту, поскольку метан в 84 раза мощнее, чем углекислый газ.

Однако мы должны держать все это в перспективе. В этом вопросе цитируется сообщение НАСА о том, что на МКС производится «1000 фунтов в год». Это около 500 кг — по сравнению с тераграммами источников и поглотителей метана в год, приведенными здесь и воспроизведенными в упомянутой выше статье Википедии (1Tg = 10 9 кг). В конце концов, метан с МКС, даже если он существует относительно долго, — всего лишь крошечная вспышка в более широкой схеме вещей.

Термосфера — не лучшее место для молекул. N2 и O2 диссоциируют довольно быстро, так что на расстоянии 400 км одноатомных атомов O на несколько порядков больше, чем O2, и даже N2 встречается в 10 раз реже, чем N. (См. ccmc.gsfc.nasa.gov/modelweb/models/ nrlmsise00.php для некоторых забавных данных по этому поводу) CH3, вероятно, будет вести себя аналогично, хотя я не видел данных о спектрах диссоциации.

Атмосфера разреженная на высоте 400 км, но она все еще там, и МКС в ней.

Скорость круговой орбиты на этой высоте составляет около 7700 м/с, а скорость убегания больше квадратного корня из 2. Таким образом, если бы газ не выбрасывался со скоростью 3000 м/с относительно МКС (что, конечно же, не так), он оставался бы на орбите вокруг Земли.

Со временем в результате столкновений он уравновешивается с другими молекулами газа в верхних слоях атмосферы, медленно диффундирует и смешивается с нижними слоями.

Тем временем МКС будет время от времени сталкиваться с несколькими из этих молекул, которые вместе с другими будут медленным, но неумолимым источником сопротивления, замедляющим МКС.

В этом ответе на несколько похожий вопрос есть аналогичная дискуссия : «То, что происходит после Кармана, остается за Карманом»? хотя это касается выхлопа, который действительно может быть испущен с космической скоростью.

Это хороший ответ для общих механических эффектов, но я думаю, что ОП спрашивал конкретно о метане как о химическом веществе. Например, будет ли выброс метана и, скажем, (LiH)₂ иметь разные эффекты, даже если они имеют одинаковую молекулярную массу?