臭氧层是保护地球上的所有生物免受紫外线辐射的有害影响，包括皮肤癌和削弱人类的免疫系统，以及对农业和生态系统的破坏。
太空旅行，听起来是一个很美好的未来愿景。但在每一次太空旅行中，火箭发射所排放的尾气都会污染大气层。虽然与全球飞机行业二氧化碳排放量相对比，每次发射的总二氧化碳排放量很小，但是每位乘客排放量将约为长途飞行倍。火箭烟尘排放到中层和高层大气中时，烟尘的变暖效应接近地球水平的倍。
火箭发射产生的烟尘颗粒比飞机和其他地球污染来源对气候的影响要大得多。
SpaceX商业火箭发射野心
据了解，SpaceX准备寻求商业近地轨道发射，选出年龄在52至71岁之间的男性的亿万富翁，每张往返太空的票支付了高达5万美元的费用，这一数额将为一些生物医学研究项目提供资金。除了可笑的票价之外，人们还担心这种太空旅行对环境的潜在影响。
SpaceX所发射的火箭有两个阶段：一个可重复使用的助推器，方便往返地球可重复使用，它容纳了约五分之四燃料，还有一个废弃的第二级火箭。
助推器在返回地球之前达到约公里的高度。将航天器推进到国际空间站。所需的能量来自火箭级煤油和液氧之间的燃烧反应，释放出对环境有害的副产品。
火箭发射和返回，可重复使用的组件会将空气污染物和温室气体释放到多个大气层中。在中层和高层大气中，如果污染物的化学反应发生在这里，这些污染物可以持续数年存在，而在地球表面或附近释放的同等污染物，只会持续数周。
在火箭发射过程中，非常高的温度会导致通常稳定的氮和氧分子之间发生键合反应，会形成氮氧化物，它是一种活性空气污染物。
当这些粒子与臭氧层接触时，它们会将臭氧转化为氧气，从而耗尽保护地球免受太阳有害紫外线辐射的脆弱外壳。
全球火箭发射增长
在未来随着火箭发射次数不断增长，人类进入太空探索的新时代，太空旅行，火星旅行成为家常便饭。而太空飞行活动的显著增加可能会破坏保护地球的臭氧层。
全球发射行业广泛使用的煤油燃烧火箭发动机将含有黑碳或煤烟的废气直接排放到平流层。
根据发表在《地球物理研究杂志：大气》上的研究，以碳氢化合物为燃料的火箭发射次数增加10倍，这将损害臭氧层，并改变大气环流模式。
近几十年来发射率增加了两倍多，预计未来几十年将加速增长。火箭是对流层上方人类产生的气溶胶污染的唯一直接来源，对流层是大气层的最低区域，延伸到地球表面上方约6到10公里的高度。
研究人员使用气候模型，模拟50年来每年注入北半球平流层大约00吨烟尘污染会造成什么样的影响。
按照每年排放0吨火箭烟尘废气来说，这种活动水平将使平流层的年温度增加0.5-2摄氏度，通过将副热带急流减慢3.5%来改变全球环流模式，并且减弱平流层翻转环流。
火箭尾气如何影响臭氧层
科学家指出，平流层臭氧受到温度和大气环流的强烈影响，平流层温度和风的变化也会引起大气环流的变化。在一年中的几乎所有月份，臭氧减少都发生在北纬30度。6月份北极出现了4%的最大降幅。北纬30°以北的所有其他地区全年都经历了至少一些臭氧减少。
人们发现，火箭发射的增加可能会使北半球的人们暴露于有害的紫外线辐射之中。
科学家模拟了每年吨和000吨烟尘污染的两种更大排放情景，结果表明，平流层对黑碳煤烟的排放很敏感。与00吨的情况相比，更大的排放，会对大气环流和气候造成更严重的破坏。
虽然火箭造成的总臭氧层损失很小，但目前围绕太空旅游的增长趋势表明，未来在北极平流层上层臭氧层有可能耗尽。这是因为来自固体燃料火箭的污染物以及返回的航天器和碎片的再入加热对平流层臭氧特别有害。
为了计算结果，研究人员收集了年全球所有次火箭发射的化学物质信息，以及可重复使用火箭和太空垃圾再入的数据。他们还利用太空旅游企业维珍银河、蓝色起源和SpaceX最近的演示。然后将这些数据整合到3D大气化学模型中，以探索对气候和臭氧层的影响。
SpaceX使用煤油和维珍银河使用混合合成橡胶燃料，在太空旅游发射仅三年额外排放后，这一数字增加了一倍多（7.9mWm-2）。
太空旅游新时代
年通过的《蒙特利尔议定书》对消耗臭氧层物质的全球禁令被认为是最成功的国际环境政策干预措施之一。
在蒙特利尔议定书之后，平流层臭氧层缓慢恢复，但是火箭排放的污染物威胁着臭氧层恢复进度，对臭氧层产生了很大的变化。
关于火箭发射和再入大气层对大气的影响，我们还有很多需要了解，特别是火箭行业的未来规模以及液态甲烷和生物燃料等新燃料的类型和副产品衍生燃料。
在未来我们能够进入太空旅游的新时代，如果任凭火箭废气的潜在影响，那么会对地球未来可能会造成不可磨灭的伤害。关于太空发射行业对环境影响我们现在就要做出行动，这样我们才能最大限度地减少对平流层臭氧层的伤害，气候才会越来越稳定。
核聚变火箭
当英国物理学家亚瑟·斯坦利·爱丁顿在年代首次提出太阳和恒星是由氢融合成氦来提供动力时，他的想法引发了对将这种能源带到地球的可能性的研究和猜测热潮。未来火箭将由简单的聚变反应堆提供动力，只需要从水中提取大量氢气。
变比冲磁浆火箭
VASIMR是一种等离子火箭，它是聚变推进的先驱。但是，由于聚变动力火箭将使用等离子体，研究人员将从这种火箭中学到很多东西。VASIMR发动机的惊人之处在于它在极热条件下产生等离子体，然后排出等离子体以提供推力。VASIMR引擎中有三个基本单元。
前向电池-将推进剂气体（通常是氢气）注入该电池并电离以产生等离子体。
中央单元-该单元充当放大器，用电磁能进一步加热等离子体。无线电波用于为等离子体增加能量，类似于微波炉的工作方式。
尾部单元-一个磁性喷嘴将等离子体的能量转换为喷射排气的速度。用于排出等离子体的磁场也可以保护航天器，因为它可以防止等离子体接触航天器的外壳。等离子体很可能会破坏它接触到的任何材料。离开喷嘴的等离子体温度高达1亿摄氏度。这比航天飞机排出的气体温度高20倍。
在当今世界各国航天科技的继续发展，在未来50年，核聚变或许将会实现，与化学火箭所带来的污染相比，核聚变火箭无疑将成为世界的主流。
参考信息：
本文编辑：佚名
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