Czy ogromne filtry przeciwsłoneczne w kosmosie mogą powstrzymać globalne ocieplenie?

Niektórzy astronomowie twierdzą, że zmniejszenie ilości promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi poprzez blokowanie światła słonecznego w przestrzeni jest bezpieczniejsze niż zmienianie atmosfery ziemskiej. Źródło: Marek Bionicki/Unsplash

Po rekordowym lecie, pełnym globalnych katastrof klimatycznych, zmiany klimatyczne stały się gorącym tematem. Choć wielu patrzy w niebo z rozpaczą, niektórzy astronomowie robią to z nadzieją. Postrzegają także punkt Lagrange’a L1 – odległy punkt między Ziemią a Słońcem, w którym grawitacja jest doskonale zrównoważona – jako potencjalnego sojusznika w walce ze zmianami klimatycznymi.

Dwie najnowsze prace sugerują wykorzystanie L1, około 1 miliona mil (1,6 miliona km) od Ziemi, w celu ograniczenia globalnego ocieplenia. Chociaż obie propozycje są całkowicie teoretyczne, przedstawiają kosmiczne pomysły na tak zwaną geoinżynierię słoneczną, rodzinę technologii, które sztucznie ograniczają stopień nagrzewania naszej planety przez słońce. Jeden papier Proponuje gigantyczny żagiel w kosmosie ostatni Używany jest pył księżycowy, ale oba opierają się na równoważeniu grawitacji, aby utrzymać tarczę na miejscu.

Koncepcja geoinżynierii od dawna budzi kontrowersje, a szczególnie świetne są rozwiązania wykorzystujące urządzenia kosmiczne. Krytycy twierdzą, że geoinżynieria kosmiczna odwraca uwagę od redukcji emisji gazów cieplarnianych i nie będzie technologicznie wykonalna przez wiele lat – zbyt długo, aby czekać na działania klimatyczne. Jednak rozwiązania kosmiczne mają również wiele zalet w porównaniu z propozycjami geoinżynierii naziemnej, przynajmniej w zasadzie. Ponieważ susze, pożary i powodzie pustoszą regiony na całym świecie, niektórzy naukowcy chętniej rozważają tę hipotezę.

Estevana Shabodiego Z Uniwersytetu Hawajskiego w Honolulu i autor jednego z artykułów twierdzi, że potrzebne są radykalne rozwiązania. Zaledwie tydzień po opublikowaniu jego artykułu pod koniec lipca tragiczny pożar przetoczył się przez zachodnie Maui i zniszczył Lahainę.

„Są to skrajności, przed którymi ostrzegają nas klimatolodzy, a które w innym przypadku byłyby mało prawdopodobne” – mówi Chabaudi. „Lahaina wzmacnia moją determinację, aby kontynuować te badania i spróbować wnieść wszystko, co w mojej mocy, w rozwiązanie”.

Tarcza rozbłysła

Rozwiązanie Szapudiego obejmuje asteroidę, kosmiczne sznurowadła i gigantyczny żagiel z grafenu. Asteroida zostanie umieszczona blisko Słońca od punktu L1 i połączona w dużej odległości z tarczą, która będzie umieszczona blisko Ziemi, po drugiej stronie L1.

Przeciąganie liny między nimi – asteroida spadająca w stronę słońca i żagiel popychany w stronę Ziemi przez wiatr słoneczny – zrównoważyłoby i podtrzymało parę Ziemia-Słońce. W artykule Sabaody’ego zauważono, że im bliżej ziemi znajduje się tarcza, tym będzie mniejsza, ponieważ jej cień będzie większy. Pozwoliłoby to na lżejszy ładunek, ale wymagałoby dłuższych lin łączących asteroidę z tarczą.

Artykuł ukazał się 31 lipca Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.

Równania Schabody’ego, będące czysto koncepcyjnym badaniem, nie określają powierzchni tarczy ani masy asteroidy, ale inne liczby podane przez niego są szokujące.

Proponowanych jest wiele lin o długości miliona mil (1,6 miliona kilometrów), czterokrotności odległości między Ziemią a Księżycem i nośności tarczy linowej wynoszącej 35 000 ton. Od czasu najcięższej dostępnej rakiety nośnej SpaceX Statek kosmicznyMa maksymalną masę 166 ton, a do montażu systemu potrzeba ponad 200 startów.

„SpaceX startuje już co cztery dni i zwiększa częstotliwość lotów” – mówi Chabaudi – „Przez rok można załadować jeden ładunek dziennie.

Jeśli chodzi o wybieranie i przesuwanie asteroidy, jego pomysły są hawajskie: zmienia trajektorię asteroidy, używając samej tarczy jako żagla, jak każdy dobry surfer. „Najpierw znajdujemy najlepszą asteroidę, a następnie przesuwamy ją jak kitesurfer, ciągnąc za liny jak za sznurki” – wyjaśnia Sabaody.

Zbieraj chmury

Planowanie i montaż systemu osłon może zająć dziesięciolecia, ale klimatolodzy twierdzą, że nie ma wystarczająco dużo czasu. Inny zespół astronomów ma rozwiązanie o niskim poziomie zaawansowania technologicznego, które może zostać wprowadzone w życie po wylądowaniu programu księżycowego NASA. Proponują wykorzystanie pyłu księżycowego do cieniowania Ziemi, a ich artykuł zawiera szereg innowacji i niespodzianek.

„Niekoniecznie musisz używać L1 jako miejsca do przechowywania swoich rzeczy” – mówi Benjamin Bromley z Uniwersytetu Utah, pierwszy autor artykułu opublikowanego na początku tego roku w czasopiśmie Nature. Klimat PLOS.

„Jedna ze strategii polega na znalezieniu orbit, które faktycznie znajdują się w linii wzroku Ziemi i Słońca. Można to ustawić tak, aby pył pozostawał przez kilka dni na tych specjalnych orbitach w drodze do L1. Nie było to dla nas oczywiste kiedy zaczynaliśmy, że są takie orbity, na których można coś zatrzymać pomiędzy Ziemią a Słońcem, to jeszcze nie było w L1.

Mając doświadczenie w badaniu pierścieni pyłowych egzoplanet krążących wokół gwiazd – zwanych dyskami protoplanetarnymi – Bromley i jego zespół czerpią ze swojej wiedzy na temat tego, w jaki sposób te pierścienie szczątków blokują światło gwiazd. Przeanalizowali różne materiały, które zapewniałyby najlepsze zacienienie światła słonecznego pod względem wielkości ziaren, masy i rozpraszania światła.

Okazuje się, że idealnym materiałem są obfite szczątki krzemionki pokrywające Księżyc. Wystrzelenie go w przestrzeń kosmiczną wymagałoby jedynie energii słonecznej, kolejnego obfitego zasobu księżycowego. Zespół proponuje użycie dział elektromagnetycznych zasilanych energią słoneczną do wydmuchania pyłu z powierzchni Księżyca w kierunku punktu Lagrange’a L1. Resztę zrobią pęd i grawitacja.

Potwierdza to, że system jest łatwo odwracalny. Gdy Ziemia porusza się w przestrzeni kosmicznej, plamy księżycowego pyłu rozpraszają się i podążają nieszkodliwie za nami, znikając wraz z wiatrem słonecznym.

„To zaleta i wada” – mówi Bromley, zauważając, że osłona przeciwpyłowa będzie wymagała ciągłego uzupełniania 11 milionów ton księżycowego regolitu. „Ale jeśli chcesz wrócić do miejsca, w którym byłeś, zanim zacząłeś, wszystko, co musisz zrobić, to nic”.

Ziemia kontra kosmos

Taka zmiana jest poważnym problemem dla tych, którzy są zasadniczo przeciwni geoinżynierii. Niektórzy klimatolodzy obawiają się, że koncepcje geoinżynierii naziemnej – takie jak pompowanie aerozoli do stratosfery w celu odbicia promieniowania słonecznego lub wlewanie żelaza do oceanów w celu zwiększenia absorpcji dwutlenku węgla – mogą mieć nieproporcjonalne i niezamierzone konsekwencje, które wymkną się spod kontroli.

Do A.S. zapisało się ponad 400 naukowców list Składanie petycji do Organizacji Narodów Zjednoczonych i innych osób, aby „zapobiegły normalizacji geoinżynierii słonecznej jako opcji polityki klimatycznej”. To wywołało debatę Dział w społeczności zajmującej się klimatem i skłoniło podmioty takie jak Bill Gates oraz Narodowa Akademia Nauk, Inżynierii i Medycyny do myślenia o rozwiązaniach kosmicznych jako być może bardziej łagodnych. Program badawczy Harvarda w zakresie inżynierii słonecznej strona internetowa Według doniesień propozycje kosmiczne są bardzo odległe, jeśli nie bardzo odległe.

Tymczasem Organizacja Narodów Zjednoczonych twierdzi, że aby osiągnąć swój idealny cel, jakim jest ograniczenie maksymalnego wzrostu temperatury na świecie pod koniec stulecia o 1,5 stopnia Celsjusza (w stosunku do poziomu przedindustrialnego), musimy znacząco ograniczyć emisję gazów cieplarnianych powodującą globalne ocieplenie poprzez koniec wieku świat. Ten kontrakt.

Klimatolog Alan Robock z Rutgers University powiedział: „Rozwiązaniem problemu globalnego ocieplenia jest szybkie przejście na gospodarkę napędzaną wiatrem i słońcem oraz pozostawienie paliw kopalnych w ziemi”. astronomia w e-mailu. „Musimy przeprowadzić badania nad skutkami różnych proponowanych planów interwencji klimatycznych… ale one istnieją [presently] Nie ma technologii modyfikowania promieniowania słonecznego i nie będzie jej przez co najmniej dekadę.

Przy temperaturach już o 1,1°C wyższych w porównaniu z poziomem sprzed 1800 r. prawie wszyscy naukowcy zgadzają się, że niezależnie od kosztów należy coś zrobić raczej wcześniej niż później.

„Nasza propozycja byłaby bardzo kosztowna, wymagałaby współpracy i uważam, że uczciwie jest powiedzieć, że zamiast tego powinniśmy umieszczać węgiel w ziemi” – mówi Bromley. Być może stanie się to koniecznością, ale mam nadzieję, że tak się nie stanie.