Na hladen zimski dan je sončna toplota dobrodošla. Ker pa človeštvo izpušča vse več toplogrednih plinov, Zemljina atmosfera zadržuje vse več sončne energije in vztrajno povečuje temperaturo planeta. Ena od strategij, kako obrniti ta trend, je prestrezanje dela sončne svetlobe, preden doseže naš planet. Znanstveniki že desetletja razmišljajo o uporabi zaslonov, predmetov ali prašnih delcev, ki bi blokirali le toliko sončnega sevanja, da bi ublažili učinke globalnega segrevanja – med enim in dvema odstotkoma.
Možnosti uporabe prahu za zaščito sončne svetlobe
Študija, ki jo je vodila Univerza v Utahu, je preučila možnosti uporabe prahu za zaščito sončne svetlobe. Analizirali so različne lastnosti prašnih delcev, količine prahu in orbite, ki bi bile najprimernejše za senčenje Zemlje. Avtorji so ugotovili, da bi bilo najučinkovitejše izstreljevanje prahu z Zemlje na potno postajo na Lagrangeovi točki (L1) med Zemljo in Soncem, vendar bi zahtevalo astronomske stroške in napor. Druga možnost je uporaba luninega prahu. Avtorji trdijo, da bi bilo izstrelitev luninega prahu z Lune namesto tega poceni in učinkovit način za zasenčenje Zemlje.
Ekipa astronomov je uporabila tehniko, ki se uporablja za preučevanje nastajanja planetov okoli oddaljenih zvezd, kar je njihova običajna raziskovalna usmeritev. Nastajanje planetov je zapleten proces, pri katerem se dvigne veliko astronomskega prahu, ki lahko tvori obroče okoli gostiteljske zvezde. Ti obroči prestrezajo svetlobo osrednje zvezde in jo ponovno sevajo tako, da jo lahko zaznamo na Zemlji. Eden od načinov odkrivanja zvezd, pri katerih nastajajo novi planeti, je iskanje teh prašnih obročev.
»To je bilo seme zamisli: če vzamemo majhno količino snovi in jo spravimo na posebno orbito med Zemljo in Soncem ter jo razbijemo, lahko z majhno količino mase blokiramo veliko sončne svetlobe,« je dejal Ben Bromley, profesor fizike in astronomije ter glavni avtor študije.
»Neverjetno je razmišljati o tem, kako bi lahko lunin prah – za katerega nastanek smo potrebovali več kot štiri milijarde let – pomagal upočasniti dvig zemeljske temperature, za katerega smo potrebovali manj kot 300 let,« je dejal Scott Kenyon, soavtor študije iz Centra za astrofiziko | Harvard & Smithsonian.
Metanje sence
Splošna učinkovitost ščita je odvisna od njegove sposobnosti, da se obdrži v orbiti, ki meče senco na Zemljo. Sameer Khan, dodiplomski študent in soavtor študije, je vodil začetno raziskavo o tem, katere orbite lahko zadržijo prah v položaju dovolj dolgo, da zagotovi ustrezno senco. Khanovo delo je pokazalo, kako težko je prah obdržati tam, kjer ga je treba imeti.
»Ker poznamo položaje in mase glavnih nebesnih teles v našem sončnem sistemu, lahko preprosto uporabimo zakone gravitacije in sledimo položaju simulirane sončne zaščite skozi čas za več različnih orbit,« je dejal Khan.
Prvi scenarij
Dva scenarija sta bila obetavna. V prvem scenariju so avtorji postavili vesoljsko platformo na Lagrangeovo točko L1, najbližjo točko med Zemljo in Soncem, kjer so gravitacijske sile uravnotežene. Objekti na Lagrangeovih točkah običajno ostanejo na poti med nebesnimi telesi, zato je vesoljski teleskop Jamesa Webba (JWST) nameščen na L2, Lagrangeovi točki na nasprotni strani Zemlje.
V računalniških simulacijah so raziskovalci izstrelili testne delce vzdolž tirnice L1, vključno s položajem Zemlje, Sonca, Lune in drugih planetov Sončevega sistema, ter spremljali, kje so se delci razpršili. Avtorji so ugotovili, da bi ob natančnem izstrelitvi prah sledil poti med Zemljo in Soncem ter tako vsaj za nekaj časa učinkovito ustvaril senco. Za razliko od 13.000 kilogramov težkega plovila JWST so sončni vetrovi, sevanje in gravitacija v sončnem sistemu prah zlahka odnesli s poti. Vsaka platforma L1 bi morala ustvariti neskončno zalogo novih serij prahu, ki bi jih vsakih nekaj dni po razpršitvi začetnega curka odpihnila v orbito.
»Bilo je precej težko doseči, da bi ščit ostal na L1 dovolj dolgo, da bi vrgel pomembno senco. Vendar to ne bi smelo biti presenečenje, saj je L1 nestabilna točka ravnovesja. Že najmanjše odstopanje v orbiti sončnega ščita lahko povzroči, da se hitro premakne z mesta, zato so morale biti naše simulacije izjemno natančne,« je dejal Khan.
Drugi scenarij
V drugem scenariju so avtorji izstrelili lunin prah z Lunine površine proti Soncu. Ugotovili so, da so lastnosti luninega prahu ravno pravšnje, da bi lahko učinkovito deloval kot sončni ščit. S simulacijami so preizkusili, kako se lunin prah razprši po različnih poteh, dokler niso našli odličnih trajektorij, usmerjenih proti L1, ki so služile kot učinkovit sončni ščit. Ti rezultati so dobrodošla novica, saj je za izstrelitev prahu z Lune potrebno veliko manj energije kot z Zemlje. To je pomembno, ker je količina prahu v sončnem ščitu velika, primerljiva s proizvodnjo velikega rudnika na Zemlji. Poleg tega odkritje novih trajektorij sončnega ščita pomeni, da dostava luninega prahu na ločeno platformo na L1 morda ne bo potrebna.
Foto: forplayday iz iStock
Študija raziskuje le potencialni učinek te strategije
Avtorji poudarjajo, da ta študija raziskuje le potencialni učinek te strategije in ne ocenjuje, ali so ti scenariji logistično izvedljivi.
»Nismo strokovnjaki za podnebne spremembe ali raketno znanost, ki je potrebna za premikanje mase z enega kraja na drugega. Raziskujemo le različne vrste prahu na različnih orbitah, da bi ugotovili, kako učinkovit bi lahko bil ta pristop. Ne želimo zamuditi priložnosti, ki bi spremenila pravila igre pri tako kritičnem problemu,« je dejal Bromley.
Eden največjih logističnih izzivov – dopolnjevanje tokov prahu vsakih nekaj dni – ima tudi prednost. Sončevo sevanje sčasoma razprši prašne delce po celotnem sončnem sistemu; sončni ščit je začasen in delci ščita ne padajo na Zemljo. Avtorji zagotavljajo, da njihov pristop ne bi ustvaril trajno hladnega, nenaseljivega planeta, kot v znanstvenofantastični zgodbi Snowpiercer.
»Naša strategija bi lahko bila ena od možnosti za reševanje podnebnih sprememb,« je dejal Bromley, »če potrebujemo več časa.«
Foto: sdecoret iz iStock
Novinar
