Source: Earth’s Future
This is an authorized translation of an Eos article. 本文是Eos文章的授权翻译。
航天产业正在迅猛发展。未来几年，预计将有近 10,000 颗航天器被发射至近地轨道，用于全球监测、太空旅游以及提供互联网服务的卫星“巨型星座”等多种用途。
火箭发动机的尾气，以及失效卫星和火箭部件重返地球大气层时燃烧产生的物质，都会释放出一系列污染物。鉴于航天产业以往规模较小，这些化学物质长期以来被认为对气候影响不大。如今，该行业的快速增长将导致排放量激增，但科学家目前尚未完全掌握其对环境的具体影响。
Vliex 等人对 2022 年发射的火箭进行的一项分析显示，航天活动会消耗臭氧层并加剧全球变暖。其中，很大一部分臭氧损耗归因于物体重返大气层时释放的氮氧化物。
研究人员计算了 2022 年发射的所有 186 枚火箭以及472个重返大气层的物体所产生的排放量，这些物体总质量近 5,000 吨。他们针对每次发射的飞行轨迹及100 公里以内不同高度处的排放情况进行了计算机模拟，并计算了物体重返大气层时释放的排放量。此外，他们还考虑了火箭尾气中发生的化学反应所产生的影响，这些反应会改变排放物的化学成分。
将计算出的排放数据纳入大气化学计算模型 GEOS-Chem后，研究揭示了这些排放物对臭氧层的消耗作用及对地球的增温效应，并确认重返大气层过程中的排放是导致臭氧损耗的关键因素。研究人员发现，将羽流反应纳入考量后，航天飞行排放物的影响估算值有所降低。这凸显了在未来评估中考量羽流化学过程的重要性。
该分析还强调了不同类型火箭燃料所产生的影响的差异。在近期NASA旨在将宇航员送回月球的“阿尔忒弥斯2号”（Artemis II）任务中，火箭助推器使用了固体燃料。数据显示，相对于推进剂的质量来说，此类燃料造成的臭氧损耗最为严重，而火箭级煤油则导致了最显著的升温效应。
基于上述研究结果，研究人员呼吁，随着航天产业的持续扩张与演变，有必要针对重返大气层的排放物及火箭羽流化学开展进一步研究。
—科学撰稿人Sarah Stanley
This translation was made by Wiley. 本文翻译由Wiley提供。
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