像SpaceX和維珍銀河這樣的公司的商業太空飛行已經普及了使用可重複使用的太空技術來實現低成本的太空運輸。然而，火箭的推進排放物在大氣中造成相當大的加熱和化學變化這一事實幾乎不為人所知。
來自塞浦路斯尼科西亞大學的研究人員通過研究高達67公里的大氣高度熱量和質量傳遞以及燃燒副產品的快速混合，評估了火箭發射對大氣污染的潛在影響。他們的研究結果於2022年5月17日發表在AIP出版的《流體物理學》上。
研究人員表示，改善對火箭排放的理解需要對火箭廢氣進入大氣的流體動力學進行建模和模擬。他們通過高分辨率的計算流體動力學模擬得到的30公里處的火箭廢氣羽流。溫度從680K（深黃色）到2400K（亮黃色）不等。
該小組對廢氣進行了建模，並沿着現今標準火箭的典型軌跡在幾個高度上形成了煙羽。他們這樣做是以兩級火箭為原型，將人和有效載荷運送到地球軌道和其他地方。我們研究表明，不應低估來自火箭的污染，因為未來頻繁的火箭發射可能對地球的氣候產生重大的累積影響。
研究人員發現，熱氧化氮（NOx）的產生，即燃燒廢氣的成分，在環境大氣壓力高於或甚至略低於噴嘴出口壓力的高度，即低於大約10公里的高度，都可以保持高位。同時，當火箭在中間層（位於熱層和平流層之間的大氣區域，高度為30-50英里或50-80公里）爬升1公里高度時，排放的二氧化碳質量相當於同一高度的26立方公里大氣中所包含的二氧化碳。
他們發現，在中間層局部和瞬間對大氣的影響可能是巨大的。雖然氣流會逐漸在整個大氣層中運輸和混合排出的二氧化碳，最終使二氧化碳回落到自然形成的水平，但這發生的時間尺度並不清楚。科學家們認為，可能仍然存在一定數量的火箭發射，隨着時間的推移，中間層的二氧化碳可能會積累起來，從而增加自然發生的水平，影響我們的氣候。
他們的結果表明，在最壞的情況下，在火箭到達10公里高度的時間裡，可能會產生足夠的氮氧化物，污染超過2立方公里的大氣，根據世界衛生組織的說法，氮氧化物的濃度將達到危害人類健康的水平。