太空旅行，终结世界，这怎么说？

2023-03-22 11:16:58 来源：科普中国

出于对探索的好奇心和热情，似乎终有一天人类会开始居住在其他天体上，活动范围也会延展到其他恒星。飞往外太空也激励着地球上的人们，并为我们的社会带来诸多益处。一些世界上最流行的技术，比如手机摄像头和全球定位系统，都是研究太空旅行带来的成果。探索太空还提升了我们预测天气的能力、提高了我们对宇宙的整体认识。

(相关资料图)

当然，太空旅行也有相当大的风险。每当执行载人飞行任务时，总是会有可能发生灾难，同时造成巨大的经济负担。按照当今的通货膨胀，第一架航天飞机的研发成本约为490亿美元。然而，除了这些显而易见的困扰，其他问题也开始显露出来。最近，太空旅游已是可行的项目，许多公司承诺以合适的价格提供飞往太空的航班，但相关旅游业的增长也可能伴随潜在的致命后果。太空旅游的潜在收入是天文数字。

一些公司向每人收取每进入大气层90分钟的费用已经高达近50万美元，但只承诺几分钟的失重状态和观看地球的体验。按照这样的价格，我们大多数人都难以负担太空之旅。但是，已经有几家公司都可以进入太空，所以同行竞争很可能会压低价格，后续可能推出更便宜的替代品并进一步发展相关技术。

这甚至可能是一个导致宇宙旅行变简单的突破。科学家们确实有严重的担忧，比如说这可能会影响大气层和臭氧层。为了产生足够的能量来制造像火箭或者航天飞机一样需要强大力量的东西，我们目前需要大量的化石燃料，可再生资源基本上是无限的，但我们不能一次性采集太多，国家航空航天局和其他宇宙研究机构一直都了解火箭对大气层有害，但已经发射的火箭太少了以至于不会产生太大问题。现在，这种情况可能就要改变了。

早在20世纪90年代国家航空航天局就开始研究火箭对大气的污染影响。在当时首要的担忧问题之一是来自固体火箭发动机产生的氯气。在地球上氯有自己的用处，但它不属于大气层，并且会破坏臭氧层，在国家航空航天局进行试验时，已经确定没有足够的发射能构成威胁，但它们仍然可能会对当地所在区域造成影响。这就是太空旅游开始有影响的问题之一。

一些私人公司正在计划在未来的每天发射多达几枚火箭，并且他们将有可能是从同一个发射平台上发射的。维珍银河是计划每年为数千人提供一天太空旅游服务的公司之一，这样做可能会使该地区的大气中增多危险的污染物。如果太空飞行可以被更多人支付得起，因此更为流行，并为更广泛的受众所接受，这可能就会变成一个全球性问题。从像维珍银河这样的公司，起飞的90分钟航班飞机，每一次都会释放像飞了10小时的飞机一样造成的污染。目前的好消息是，航空航天工业在航空燃料的消耗中所占比例还不到1%。

尽管这样，如果我们达到每天都发射火箭的程度，仅是太空旅游，就可能从黑炭排放中占地球变暖的6%。来自火箭的污染有已知和未知的风险。我们知道氯气会影响我们的臭氧层，这对于保护地球上的生命不受太阳的有害辐射是必要的。为了保护臭氧层，1989年蒙特利尔议定书实际上禁止了以氯为基础的燃料，但当时的航空航天工业并没有受到这个禁令的影响。

氯气和氮氧化合物都会对我们的大气层造成明显的危害，黑碳也不例外。黑炭也被称为“煤烟”，产生于化石燃料的燃烧。黑炭所存在的问题是，它会吸收光线并释放出热量，这使得它成为我们气候中一种令人担忧的化学物质。尽管世界各地的其他化石燃料工厂也会产生黑碳，但火箭所产生的黑炭却有一个额外的危害。这是因为火箭在上升至大气层高处时便会排放黑碳，这会使得黑碳滞留于平流层中。

研究表明，当黑炭滞留于平流层时，它对我们的气候造成的危害可能是在地面燃烧时的500倍。煤烟的排放除了会使地球升温以外，还可能会对地球上的天气模式和大气层的整体化学特性带来不可预见的问题。然而，并非所有的公司都使用同类型的火箭发动机。例如，蓝色起源（Blue Origin）公司以一种不会释放黑炭的方式来发射火箭，那便是使用液态氢氧发动机。但即便如此，这类发动机仍然会释放出有害的氮氧化合物。

首先，今天的混合动力型发动机所产生的颗粒大小和碳分子差不多，它比固体火箭发动机产生的要更小也更轻，这意味着它们很容易被捕获，并可能永远留存于大气中。这有可能会导致大气温度产生差异，进而以不可预测的方式影响降雨量、风力、极锋喷流的强度和冬季风暴的模式。而大部分的不可预测性来源于这样一个事实，即“污染物以我们无法适应的水平被释放”。

我们对化石燃料排放的研究大多来自于地表层面的燃烧，所以科学家们并不确定将其直接释放到大气中会造成何种后果。但科学家们可以肯定的是，急剧增加的太空旅行可能会对地球产生严重的危害。2010年进行的一项探索火箭黑碳排放影响的研究表明，尽管火箭的飞行频率远远低于其他行业，但终有一天火箭的污染可能会与飞机和喷气机所产生的污染相当。

By：ZHUYUE，zephyr

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