没有人知道火箭发射和重返太空的碎片对地球大气层的影响程度——但这种无知可能很快就会得到补救。
火箭排放物（直接将气体和颗粒物输送到中层和上层大气）的问题将被纳入即将发布的联合国2018年四年一度全球臭氧评估报告中，该报告将深入探讨导致臭氧损耗的物质。
“2018年的评估报告是第一个包含大量关于火箭排放物章节的报告，而不仅仅是一笔带过，”即将发布的报告中相关章节的主要作者马丁·罗斯说。[世界最高的火箭：它们的比较]
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“火箭对气候的影响尚未真正得到认真对待，”位于加利福尼亚州埃尔塞贡多的航空航天公司民用和商业发射项目高级项目工程师罗斯告诉Space.com。“但是就臭氧而言，我们现在了解到火箭尾气的气候和臭氧影响是完全交织在一起的。”
罗斯说，火箭烟尘会积聚在上层平流层，那里的颗粒会吸收阳光。这种积累会加热上层平流层，改变化学反应速率，并可能导致臭氧损失，他补充说。
在指出这个问题时，罗斯表示他希望科学界对这种现象产生足够的兴趣，开始运行大气模型，特别是因为未来几十年火箭发射的速度预计会显著加快。
“我认为我们正处于那个节点，”罗斯说。
没有衡量标准
一项重要的研究重点是主要火箭发动机排放物对气候的影响：固体火箭助推器电机排放的二氧化碳、水、黑碳和氧化铝颗粒。
罗斯说，最近的一项发现是，以前被认为通过将太阳辐射散射回太空来冷却地球的氧化铝颗粒，实际上通过吸收外向的地球长波辐射来使地球变暖。然而，他补充说，要充分理解氧化铝和其他火箭排放物进入大气层的微观物理学，还需要更多的研究。
例如，地球大气与甲烷燃料火箭发动机排放物之间的相互作用尚未建模，“所以我们真的不知道”这些火箭的影响，罗斯说。
他补充说，没有衡量标准来评估火箭尾气影响的严重程度。
“判断火箭尾气的标准是什么……这是一个完全开放的问题，”罗斯说。“然后，将该标准与预期的发射率增长进行比较。这真的需要完成。仅仅说臭氧损失太大了——这不是一个可接受的标准。”
最近，关于太空飞行公司追求频繁的“类似航空公司的运营”有很多讨论，但科学家、工程师和政策制定者通常不会“将这两件事与这种想法所暗示的排放联系起来”，罗斯说。
重返大气层烟雾颗粒
罗斯说，返回地球的太空硬件也会影响大气，因此也应该研究重返轨道碎片。
“汽化”在大多数人看来可能意味着“消失”，但罗斯说，对于重返大气层的太空垃圾来说，情况肯定不是这样。他说，这些碎片会产生未知成分和反应性的“重返大气层烟雾颗粒”（RSP）。科学模型表明，至少有50%的给定碎片物体在重返大气层期间最终会变成RSP。
“在重返大气层的关键20秒内，你会经历从加热到熔化到汽化，然后再回到尘埃的过程。这是如何发生的？它的成分是什么？我们完全不知道。我们需要摆脱汽化等于消失的这种想法，”罗斯说。“汽化等于产生灰尘。这个过程根本不为人所知。同样，我们需要了解这些再凝结颗粒的微观物理学。”
燃烧的计算机
废弃卫星、火箭级和其他太空漂浮物坠入地球大气层是一种常见现象。罗斯说，对于航天器重返大气层，这个过程“基本上是在燃烧计算机”。
在重返大气层期间，大块的铝和其他材料会受到强烈加热。罗斯说，以这种方式产生的颗粒的化学动力学尚未被研究。他补充说，一些颗粒具有很高的反应性，因此少量颗粒可能对大气化学产生重大影响。
“到目前为止，没有人认为它值得研究，但我认为它很重要，”罗斯说。
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