当埃隆·马斯克于 2002 年创立 SpaceX 时，他设想的是一个火星温室，就像 2015 年热门电影《火星救援》中描绘的那样。很快，他的幻想从一个小规模的植物实验发展成为建立一个自给自足的火星城市的愿景。他在 2016 年的第 67 届国际宇航大会的一次演讲中，阐述了他的观点。马斯克说：“历史将沿着两条方向分叉。一条路是我们永远留在地球上，那么终将有一个灭绝事件。”“另一种选择是成为一个太空文明和一个多行星物种，我希望你们会同意，这是正确的方向。”
尽管马斯克后来澄清说，他所说的灭绝事件可能发生在数千年（甚至数万亿年）之后，但地球目前的状况对人类来说正变得越来越危险。致命的热浪、粮食不安全和灾难性的自然灾害是我们随着地球持续变暖所面临的一些危险。不幸的是，红色星球距离成为一个可行的替代家园还差得很远。我们在地球上以百万分率来衡量二氧化碳浓度，而火星大气层含有 96% 的 CO2，这只是火星殖民者必须克服的众多后勤噩梦之一。
阅读更多： 人类为何还没到达火星？
在理想的世界里，马斯克的星际文明梦想可以与特斯拉太阳能计划等环保倡议相结合。但尽管 SpaceX 的抱负在于太空，其运营在国内仍有不可否认的影响。与特斯拉跑车不同，SpaceX 的火箭不是由电力驱动的——它们燃烧液态甲烷和氧气。
太空发射产生的碳排放量与温室气体的主要来源相比微不足道，但它们可能对气候产生不成比例的影响。原因在于火箭推进产生的特定物质：黑碳。这些微小的晶体碳原子在大气中寿命很短，但却能强烈吸收阳光。在地球表面，柴油、煤炭和木材燃烧产生的黑碳对环境和公众健康构成威胁，尤其是在发展中国家。但在高层大气中，火箭发动机是黑碳的唯一来源。多年来，科学家们一直在警告，这些排放可能会对气候产生不可预测的影响。然而，关于这一主题的研究进展却令人沮丧地缓慢。
科罗拉多大学博尔德分校的大气科学家 Darin Toohey 说：“我们在 2010 年就发现了黑碳的问题。“这个故事时有时无，但基本参与者还是一样的。”
风向变化
1985 年，由 Pawan Bhartia 领导的一组大气研究人员在一场会议上向一群科学家、政策制定者和记者展示了一张令人震惊的卫星图像：南极洲上空平流层臭氧层有一个巨大的空洞。罪魁祸首是冰箱制造商使用的一类名为氯氟烃 (CFCs) 的化学品。仅仅两年后，46 个国家签署了《蒙特利尔议定书》；在接下来的十年里，CFCs 在全球范围内被工业界逐步淘汰。如今，臭氧水平正在缓慢恢复。
但太空旅行可能会再次危及臭氧层。黑碳是一种出色的温室气体——“出色的”是指它非常善于吸收阳光并将其转化为热量。当火箭穿过高层大气时，它们会在尾迹中提高温度。目前，太空发射的数量太少，这种效应不是很明显。但 Toohey 警告说，持续的发射，就像人口稠密的火星城市所需的发射一样，可能会带来问题。
他说：“这种影响会在黑碳加热的区域与其他未发射火箭的地球部分之间造成轻微的温度梯度。”“你最终会改变平流层和中间层的风，这听起来可能没什么大不了，但这些风会把臭氧从地球的一个部分带到另一个部分。
在一个已经持续了十多年的研究项目中，Toohey 和他的同事们模拟了每年发射 1000 枚火箭的场景对大气的影响。他们的发现非常惊人：预计热带地区的平流层臭氧水平将发生 1% 的变化，而极地地区的变化高达 6%。“你并没有造成臭氧洞，但你基本上是以相同的幅度改变了事物，”Toohey 说。“这些数字触发了整个《蒙特利尔议定书》。”
在 1995 年的一篇开创性论文中，皮肤科医生 Frank De Gruijl 估计，即使平流层臭氧发生 1% 的变化，皮肤癌的发病率也可能增加 2%。正如许多环境问题一样，排放对公众健康造成的代价，给那些被太空殖民的前景所吸引的人带来了道德困境。“谁的生命更重要？”Toohey 问道。“是一个亿万富翁宇航员，还是孟加拉国的一个普通人？”
不确定的结果
最终，皮肤癌可能只是因太空发射增加而出现的问题之一。许多其他从火箭中排放的化合物尚未得到研究。即使是臭氧浓度的变化，也可能产生显而易见的影响之外的效果。尽管他们尚未提出原因，但 Toohey 和他的同事的模型也显示北极和南极的季节性海冰量发生了显著变化。
Toohey 说：“对我来说，重要的是海冰是增加还是减少。”“重要的是，大气臭氧的如此微小的变化会产生如此大的影响。”
尽管对太空旅行全球影响的研究仍然非常有限，但已有足够的信息表明我们对许多方面还知之甚少。虽然太空旅行本身的研究可能对像马斯克这样的地球改造爱好者更具吸引力，但它必须伴随着对其影响的认识。
