文|硅兔賽跑
編譯|蔓蔓周
火箭，是永遠(yuǎn)不會環(huán)保的
我們活在一個歷史革命性的時代，億萬富翁才是推動探索太空邊界的人，在很大程度上，這些億萬富翁似乎做著令人難以置信的工作。
進(jìn)入太空從來沒有像現(xiàn)在這樣容易和頻繁，這使得太空旅游、火星任務(wù)、NASA月球基地和大量衛(wèi)星的開發(fā)成為可能。此外，這些新時代的火箭可以由碳中和燃料提供動力，這意味著我們現(xiàn)在能夠在不破壞地球的情況下探索天空。對吧？最近的一項研究表明，即使是這些革命性的“火箭行善者”也在傷害我們寶貴的星球。
此話怎講？對太空競賽又有什么影響呢？
我們先拋出問題：為了了解太空競賽對環(huán)境造成的危害，我們需要知道哪種火箭使用哪種燃料，以及它們排放了多少碳。
首先是Elon Musk的公司SpaceX。
他們的獵鷹9號火箭使用煤油燃料，每次發(fā)射釋放約425噸二氧化碳，以及水蒸氣、煤煙、一氧化碳和氮氧化物(NOx)。他們即將發(fā)射的星際飛船也會消耗甲烷，每次發(fā)射將產(chǎn)生高達(dá)2683噸的二氧化碳，以及更多的水蒸氣、煤煙、一氧化碳和氮氧化物。有人會說，煤油和甲烷都可以制造成碳中和的生物燃料，但可惜SpaceX還沒有做到這一點。
另一方面，杰夫·貝佐斯的藍(lán)色起源(Blue Origin)則截然不同。
他們的火箭——New Shepard和 New Glenn，都是使用純氫和氧。這意味著當(dāng)火箭發(fā)射時，只會產(chǎn)生水蒸氣和氮氧化物。
但是，氫需要大量的能源來提煉，所以依然有著巨大的碳足跡。相比之下，考慮到使用碳中和能源煉油所帶來的環(huán)境效益，綠色氫比普通氫更健康。然而不幸的是，藍(lán)色起源不使用綠色氫，這意味著即使他們的火箭在發(fā)射過程中不排放任何碳，它們?nèi)匀挥邢喈?dāng)大的碳足跡。
碳中和火箭就沒事了？答案是No
所以如果有人告訴你，這些新時代的火箭是碳中和的，你可以禮貌地提醒他們，還沒有做到，而且真相是殘酷和驚人的。
如果減少數(shù)千噸的碳排放是如此容易，為什么說還沒有做到呢？答案是成本。
為了獲得最便宜的發(fā)射成本(從而獲得最多的發(fā)射合同)，火箭公司正在轉(zhuǎn)向「更臟」的燃料，這種燃料會向我們寶貴的大氣層中釋放大量的碳。
雖然每次火箭發(fā)射都會排放大量的碳，但這實際上不是大問題，因為目前階段可以說火箭的發(fā)射還是罕見的，與我們地球上的碳排放總量相比，它們只是滄海一粟。真正的問題，是在高空大氣層中的碳排放。
我們知道一氧化碳，氮氧化物，二氧化碳和水蒸氣在低層和中層大氣中的作用。但我們對它們在高層大氣中的作用知之甚少，因為我們通常的排放不會達(dá)到那么高，而且這些氣體都不會在高層大氣中自然產(chǎn)生。然而，火箭已經(jīng)將成噸的物質(zhì)注入到高空大氣層，這項研究最終發(fā)現(xiàn)了它們對地球的巨大影響。
這些被注射到高空大氣層的碳排放都在做什么？為什么說正在「殺死」地球？
讓我們從水蒸氣開始。
我們經(jīng)常忘記，水蒸氣是最有效的溫室氣體，鎖住了難以置信的熱量，因為云(由水蒸氣組成)消散得非?？?，但水蒸氣在高層大氣中會變成細(xì)小的冰晶，然后慢慢消散，停留在那里的時間比它應(yīng)該停留的時間長得多，并留住這個已經(jīng)變暖的地球的熱量。
二氧化碳也是如此。
但因為在那么高的地方大氣密度要低得多，火箭和飛船的排放可以覆蓋更大的區(qū)域，比低層大氣中的二氧化碳產(chǎn)生更顯著的影響。這意味著，即使火箭使用碳中性燃料，也無法抵消火箭產(chǎn)生的碳驅(qū)動帶來的氣候變化。
然后是一氧化碳和氮氧化物。
一氧化碳與氧氣和其他氣體發(fā)生反應(yīng)，擾亂了大氣成分，這種效應(yīng)在高層大氣中被放大。因為較低的密度意味著1g甲烷就能使更大體積的氣體發(fā)生變化，造成更大的傷害。但氮氧化物也很活躍，是一種非常強的溫室氣體。然而，由于高層大氣與低層大氣不太混合，這種可怕的氣體在那里停留的時間更長，造成了更大的破壞。
該研究還指出，這種豐富的溫室氣體將影響大氣不同層的混合方式。這是因為它們將更多的熱量困在高層大氣中，使其“漂浮”到頂部(熱空氣上升)，避免通過低層下沉，這可能會極大地影響全球的天氣模式和氣候。
所有這一切都意味著，即使火箭向高層大氣排放的二氧化碳量很小，但其影響可能是毀滅性的和深遠(yuǎn)的。
這提出了一個相當(dāng)有說服力的論點：即使任何一家太空公司聲稱使用碳中和燃料，它們?nèi)匀豢赡軐ξ覀儗氋F的地球造成重大破壞。
地球為代價的太空夢
航天工業(yè)目前正經(jīng)歷著巨大的發(fā)展。這意味著每個國家、火箭制造商和衛(wèi)星供應(yīng)商都希望每年發(fā)射更多的火箭。
目前，這些火箭發(fā)射對環(huán)境的影響相對來說是最小的（對比其它碳排放因素來說）。但如果我們讓太空旅游市場起飛，讓火星殖民地繁榮，讓新的空間站蓬勃發(fā)展，那么屆時火箭發(fā)射的次數(shù)將呈指數(shù)增長。而上述研究表明，地球大氣層無法承受如此大規(guī)模的發(fā)射。
如果考慮到目前我們還沒有實現(xiàn)將氣候變化控制在1.5°C以內(nèi)的目標(biāo)，那么很容易看到未來太空工業(yè)，以及新時代的太空競賽，必須被大規(guī)模限制，以拯救地球。
所以不要相信炒作。每一枚火箭都在破壞環(huán)境，即使是氫火箭和碳中和的火箭。
到目前為止，我們只是剛剛了解這些高層大氣碳排放是如何嚴(yán)重破壞地球的，隨著太空競賽和航天工業(yè)發(fā)展，這些影響必然會大范圍地向更壞的方向發(fā)展。
這會讓馬斯克的火星雄心或貝佐斯的空間站計劃暫停嗎？他們有考慮到地球的安危嗎？至少希望他們在討論如何緩解這些問題，但從最近幾年的太空公司發(fā)展來看，我們有理由懷疑少數(shù)人到達(dá)火星移民的那一天，地球的壽命也就不遠(yuǎn)了。
我們感慨著航空航天技術(shù)的發(fā)展，看著一顆顆火箭飛上太空，見證著億萬富翁們花錢砸出了太空夢。
希望少部分人到達(dá)「天堂」的愿望，不是以地球為代價。