沒有人知道火箭發射和重返太空的碎片對地球大氣層的影響程度——但這種無知可能很快就會得到補救。
火箭排放物（直接將氣體和顆粒物輸送到中層和上層大氣）的問題將被納入即將釋出的聯合國2018年四年一度全球臭氧評估報告中，該報告將深入探討導致臭氧損耗的物質。
“2018年的評估報告是第一個包含大量關於火箭排放物章節的報告，而不僅僅是一筆帶過，”即將釋出的報告中相關章節的主要作者馬丁·羅斯說。[世界最高的火箭：它們的比較]
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“火箭對氣候的影響尚未真正得到認真對待，”位於加利福尼亞州埃爾塞貢多的航空航天公司民用和商業發射專案高階專案工程師羅斯告訴Space.com。“但是就臭氧而言，我們現在瞭解到火箭尾氣的氣候和臭氧影響是完全交織在一起的。”
羅斯說，火箭煙塵會積聚在上層平流層，那裡的顆粒會吸收陽光。這種積累會加熱上層平流層，改變化學反應速率，並可能導致臭氧損失，他補充說。
在指出這個問題時，羅斯表示他希望科學界對這種現象產生足夠的興趣，開始執行大氣模型，特別是因為未來幾十年火箭發射的速度預計會顯著加快。
“我認為我們正處於那個節點，”羅斯說。
沒有衡量標準
一項重要的研究重點是主要火箭發動機排放物對氣候的影響：固體火箭助推器電機排放的二氧化碳、水、黑碳和氧化鋁顆粒。
羅斯說，最近的一項發現是，以前被認為透過將太陽輻射散射回太空來冷卻地球的氧化鋁顆粒，實際上透過吸收外向的地球長波輻射來使地球變暖。然而，他補充說，要充分理解氧化鋁和其他火箭排放物進入大氣層的微觀物理學，還需要更多的研究。
例如，地球大氣與甲烷燃料火箭發動機排放物之間的相互作用尚未建模，“所以我們真的不知道”這些火箭的影響，羅斯說。
他補充說，沒有衡量標準來評估火箭尾氣影響的嚴重程度。
“判斷火箭尾氣的標準是什麼……這是一個完全開放的問題，”羅斯說。“然後，將該標準與預期的發射率增長進行比較。這真的需要完成。僅僅說臭氧損失太大了——這不是一個可接受的標準。”
最近，關於太空飛行公司追求頻繁的“類似航空公司的運營”有很多討論，但科學家、工程師和政策制定者通常不會“將這兩件事與這種想法所暗示的排放聯絡起來”，羅斯說。
重返大氣層煙霧顆粒
羅斯說，返回地球的太空硬體也會影響大氣，因此也應該研究重返軌道碎片。
“汽化”在大多數人看來可能意味著“消失”，但羅斯說，對於重返大氣層的太空垃圾來說，情況肯定不是這樣。他說，這些碎片會產生未知成分和反應性的“重返大氣層煙霧顆粒”（RSP）。科學模型表明，至少有50%的給定碎片物體在重返大氣層期間最終會變成RSP。
“在重返大氣層的關鍵20秒內，你會經歷從加熱到熔化到汽化，然後再回到塵埃的過程。這是如何發生的？它的成分是什麼？我們完全不知道。我們需要擺脫汽化等於消失的這種想法，”羅斯說。“汽化等於產生灰塵。這個過程根本不為人所知。同樣，我們需要了解這些再凝結顆粒的微觀物理學。”
燃燒的計算機
廢棄衛星、火箭級和其他太空漂浮物墜入地球大氣層是一種常見現象。羅斯說，對於航天器重返大氣層，這個過程“基本上是在燃燒計算機”。
在重返大氣層期間，大塊的鋁和其他材料會受到強烈加熱。羅斯說，以這種方式產生的顆粒的化學動力學尚未被研究。他補充說，一些顆粒具有很高的反應性，因此少量顆粒可能對大氣化學產生重大影響。
“到目前為止，沒有人認為它值得研究，但我認為它很重要，”羅斯說。
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