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火箭 ， 是永远不会环保的
我们活在一个历史革命性的时代 ， 亿万富翁才是推动探索太空边界的人 ， 在很大程度上 ， 这些亿万富翁似乎做着令人难以置信的工作 。
进入太空从来没有像现在这样容易和频繁 ， 这使得太空旅游、火星任务、NASA月球基地和大量卫星的开发成为可能 。 此外 ， 这些新时代的火箭可以由碳中和燃料提供动力 ， 这意味着我们现在能够在不破坏地球的情况下探索天空 。 对吧？最近的一项研究表明 ， 即使是这些革命性的“火箭行善者”也在伤害我们宝贵的星球 。
此话怎讲？对太空竞赛又有什么影响呢？
我们先抛出问题：为了了解太空竞赛对环境造成的危害 ， 我们需要知道哪种火箭使用哪种燃料 ， 以及它们排放了多少碳 。
首先是Elon Musk的公司SpaceX 。
他们的猎鹰9号火箭使用煤油燃料 ， 每次发射释放约425吨二氧化碳 ， 以及水蒸气、煤烟、一氧化碳和氮氧化物(NOx) 。 他们即将发射的星际飞船也会消耗甲烷 ， 每次发射将产生高达2683吨的二氧化碳 ， 以及更多的水蒸气、煤烟、一氧化碳和氮氧化物 。 有人会说 ， 煤油和甲烷都可以制造成碳中和的生物燃料 ， 但可惜SpaceX还没有做到这一点 。
SpaceX 的 falcon重型助推器着陆(甲烷动力) 图源：Unsplash另一方面 ， 杰夫·贝佐斯的蓝色起源(Blue Origin)则截然不同 。
他们的火箭——New Shepard 和 New Glenn ， 都是使用纯氢和氧 。 这意味着当火箭发射时 ， 只会产生水蒸气和氮氧化物 。
但是 ， 氢需要大量的能源来提炼 ， 所以依然有着巨大的碳足迹 。 相比之下 ， 考虑到使用碳中和能源炼油所带来的环境效益 ， 绿色氢比普通氢更健康 。 然而不幸的是 ， 蓝色起源不使用绿色氢 ， 这意味着即使他们的火箭在发射过程中不排放任何碳 ， 它们仍然有相当大的碳足迹 。
蓝色起源的新谢泼德火箭 图源：Blue Origin02
碳中和火箭就没事了？答案是No
所以如果有人告诉你 ， 这些新时代的火箭是碳中和的 ， 你可以礼貌地提醒他们 ， 还没有做到 ， 而且真相是残酷和惊人的 。
如果减少数千吨的碳排放是如此容易 ， 为什么说还没有做到呢？答案是成本 。
为了获得最便宜的发射成本(从而获得最多的发射合同) ， 火箭公司正在转向「更脏」的燃料 ， 这种燃料会向我们宝贵的大气层中释放大量的碳 。
虽然每次火箭发射都会排放大量的碳 ， 但这实际上不是大问题 ， 因为目前阶段可以说火箭的发射还是罕见的 ， 与我们地球上的碳排放总量相比 ， 它们只是沧海一粟 。 真正的问题 ， 是在高空大气层中的碳排放 。
我们知道一氧化碳 ， 氮氧化物 ， 二氧化碳和水蒸气在低层和中层大气中的作用 。 但我们对它们在高层大气中的作用知之甚少 ， 因为我们通常的排放不会达到那么高 ， 而且这些气体都不会在高层大气中自然产生 。 然而 ， 火箭已经将成吨的物质注入到高空大气层 ， 这项研究最终发现了它们对地球的巨大影响 。
火箭向高层大气排放废气 图源：SpaceX【亿万富豪们的太空梦，正在杀死地球】这些被注射到高空大气层的碳排放都在做什么？为什么说正在「杀死」地球？
让我们从水蒸气开始 。
我们经常忘记 ， 水蒸气是最有效的温室气体 ， 锁住了难以置信的热量 ， 因为云(由水蒸气组成)消散得非常快 ， 但水蒸气在高层大气中会变成细小的冰晶 ， 然后慢慢消散 ， 停留在那里的时间比它应该停留的时间长得多 ， 并留住这个已经变暖的地球的热量 。
二氧化碳也是如此 。
但因为在那么高的地方大气密度要低得多 ， 火箭和飞船的排放可以覆盖更大的区域 ， 比低层大气中的二氧化碳产生更显著的影响 。 这意味着 ， 即使火箭使用碳中性燃料 ， 也无法抵消火箭产生的碳驱动带来的气候变化 。
然后是一氧化碳和氮氧化物 。
一氧化碳与氧气和其他气体发生反应 ， 扰乱了大气成分 ， 这种效应在高层大气中被放大 。 因为较低的密度意味着1g甲烷就能使更大体积的气体发生变化 ， 造成更大的伤害 。 但氮氧化物也很活跃 ， 是一种非常强的温室气体 。 然而 ， 由于高层大气与低层大气不太混合 ， 这种可怕的气体在那里停留的时间更长 ， 造成了更大的破坏 。
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