北京
你可能也好奇过，天上年年都在发射火箭，那些冲天而起的尾焰到底会不会给臭氧层戳出窟窿？最近，科学家还真把这件事拎出来算了笔账——结果挺有意思，臭氧层确实在“掉血”，但最主要的那一刀，并不是来自火箭上升那一下子，而是火箭残骸和报废卫星掉回地球时在大气层里烧成渣的过程。
我们先看核心的排放“地图”。2022年一整年，全球一共发射了186枚火箭，同时有472个失效卫星、用过的火箭上面级等物体重返大气层，加起来总质量将近5000吨。Vliex团队在近期《Earth’s Future》上发表的分析，就是拿这一年当成切片来算的。他们针对每枚火箭的飞行轨迹做了计算机模拟，把从地面到100公里高空不同高度排放的废气都算了进去，连重返物体烧毁时撒出来的东西也一并算清。这些排放数据灌进一个叫GEOS‑Chem的大气化学模型后，臭氧损耗和增温效应的数值就浮现出来了。
说人话就是，火箭发动机尾气和再入燃烧残骸这两股“排放流”会释放一系列污染物，其中重返大气层时产生的大量氮氧化物，对臭氧消耗的“贡献”尤其扎眼。过去航天产业体量小，大家一直默认这点儿排放对气候影响不值一提。但如今形势变了，未来几年还有近万颗航天器等着上天组网，排放量会激增，而科学家其实还没完全摸清这对环境意味着什么——目前只能说，初步证据显示，臭氧在实实在在地被消耗，地球也跟着多裹了层“热毯”。
更有意思的是，撬开火箭燃料的“抽屉”看，不同燃料闯的祸还不一样。研究人员拿NASA的阿尔忒弥斯2号任务做例子，它的助推器用的就是固体燃料。数据无情指出，相对于推进剂本身的质量，固体燃料对臭氧的损耗是最严重的那一档。另一头，火箭级用的煤油则拿下了增温效应第一名。这其实很像不同烹饪方式对厨房空气的影响：有的猛火快炒虽然快，油烟却呛得人睁不开眼；有的小火慢炖看似温和，但把整个厨房烘得又闷又热。
还有一个容易忽略的细节。火箭尾气喷出后并不是一摊死水，会在羽流里继续进行化学反应，相当于边飞边给自己“换配方”。这次研究特意把羽流化学环节纳入了计算，结果发现，考虑这些反向后，航天排放影响的估算值其实是降低了一些的。这倒不是说污染变小了，而是提醒我们，过去可能高估了某几条通路的破坏力。这也意味着，未来再评估航天环境账时，羽流化学是个不能跳过的步骤。
所以整件事的逻辑链大概是这样的：火箭和重返物体先排放混合污染物→重返时的氮氧化物成为耗氧主凶→固体燃料和煤油分别在耗氧和升温上各显“神通”→羽流反应再给账本做些修正。但直到现在，学界掌握的还是“影响在发生、有些部位比预想严重、有些机理还不确定”这种半透明的状态。Vliex团队自己也坦言，随着航天产业持续膨胀，重返排放和火箭羽流化学这个方向还需要更多的眼睛盯着。毕竟，天上的路越修越密，我们总得知道，每一次呼啸升空和燃烧回归，究竟给头顶那层脆弱的臭氧盾留下了多少看不见的擦痕。
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