近年来，随着航天工业蓬勃发展，近地轨道快速扩张的卫星星座几乎要占领夜空。虽然这一发展带来了令人兴奋的机遇，但也引发了新的环境问题。

近日，一个国际研究团队发现，火箭发射和落回地球的太空碎片会向中层大气释放污染物，从而破坏保护地球生命免受有害紫外线辐射的臭氧层。

事实上，关于火箭排放对臭氧层影响的研究始于30多年前，但长期以来，人们认为这一影响很小。可是，随着发射活动加速，这种观点发生了变化。数据显示，2019年全球只向轨道空间发射了97次火箭，而到2024年，这一数字已激增至258，并且预计将继续快速增长。

研究发现，由于中高层大气没有云驱动的冲刷等清除过程，导致火箭和进入大气的太空碎片造成的排放比地面来源的排放存留时间长100倍。尽管大多数火箭发射在北半球，但大气环流使这些污染物扩散到全球。

为了更好了解火箭排放增加带来的长期影响，瑞士苏黎世联邦理工学院气候科学家Sandro Vattioni团队与新西兰坎特伯雷大学Laura Revell领导的国际研究小组合作，利用苏黎世联邦理工学院和瑞士达沃斯物理气象观象台（PMOD/WRC）开发的化学气候模型，模拟了到2030年火箭排放对地球臭氧层的影响。

假设到2030年，每年火箭发射次数增长到2040次——大约是2024年的8倍，全球平均臭氧层厚度将减少近0.3%，南极洲的季节性减少将高达4%，那里每年春天的臭氧层空洞也不会“缺席”。

虽然这些数字乍一看并不多，但是不要忘记臭氧层仍在恢复期。过去氯氟烃造成的损害一直存在，即便在今天，全球臭氧层的厚度仍比工业化前水平低约2%，预计到2066年左右才能完全恢复。研究结果表明，目前不受监管的火箭排放可能会将恢复时间推迟数年或数十年，具体取决于火箭行业的涨势。

破坏臭氧层的火箭排放物主要是氯气和有机物不完全燃烧时产生的烟怠颗粒。氯会催化破坏臭氧分子，而烟怠颗粒会使中层大气变暖，加速消耗臭氧的化学反应。

大多数火箭推进剂都会产生烟怠颗粒，而氯的排放主要来自固体火箭发动机。目前，唯一对臭氧层影响可以忽略不计的火箭推进系统使用的是液氧和氢气等低温燃料。然而，由于处理低温燃料的技术十分复杂，目前只有约6%的火箭采用这类推进系统。

此外，低地球轨道上使用寿命结束而落回大气层卫星也是一大问题。由于它们重返大气层时燃烧过程会产生额外污染物，包括各种金属颗粒和氮氧化物。其中氮氧化物会催化消耗臭氧，金属颗粒则可能有助于形成极地平流层云或成为反应面，这两者都会加剧臭氧损耗。而人们对这部分排放知之甚少，大多数大气模型未将此纳入考量范围。显然，随着卫星星座的增加，重返大气层卫星排放将加剧，其对臭氧层总影响可能高出目前的估计。

针对上述问题，研究人员指出构建避免臭氧破坏的火箭发射行业是完全可行的，具体措施包括监测火箭排放、尽量减少产生氯和烟怠颗粒燃料的使用、推广清洁推进系统、实施必要和适当法规加以约束等。这些都是确保臭氧层恢复的关键，需要科学家、政策制定者和相关行业共同努力。