設想中的拴在小行星上的太陽防護罩有助於減緩氣候變化
地球正在迅速變暖,科學家們正在開發各種方法來減少氣候變化的影響。夏威夷大學天文研究所的天文學家伊什特萬-薩普迪(István Szapudi)提出了一種獨特的方法–用太陽盾牌減少照射地球的陽光量,再用一顆系在一起的小行星作為配重。利用這種方法進行的工程研究現在就可以開始,以創造一種可行的設計,在幾十年內緩解氣候變化。
地球正在迅速變暖,天文學家伊什特萬-薩普迪(István Szapudi)提出了一個太陽盾牌概念,利用系留小行星作為配重,減少太陽光對地球的照射。這一創新想法使太陽盾的質量比以前的設計輕了100 多倍,唯一需要從地球上發射的部分重約3.5 萬噸。圖片來源:Brooks Bays/UH 天文學研究所
這篇題為”系留太陽盾的太陽輻射管理”的論文最近發表在《美國國家科學院院刊》上。
降低全球溫度最直接的方法之一就是為地球遮擋一部分太陽光。這種被稱為太陽盾的想法以前也有人提出過,但要製造一個足夠大的太陽盾來平衡引力並防止太陽輻射壓力將其吹走,需要大量的重量,這使得即使是最輕的材料也價格昂貴得令人望而卻步。
薩普迪的創造性解決方案包括兩項創新:用系留配重代替巨大的防護罩,從而使總質量減少100 多倍;使用捕獲的小行星作為配重,以避免從地球發射大部分質量。
藝術家繪製的擬用小行星作為配重的太陽傘效果圖。資料來源:Brooks Bays/夏威夷大學天文學研究所
“在夏威夷,很多人在白天行走時都會用一把傘來遮擋陽光。我在想,我們能不能在地球上也這樣做,從而減輕即將到來的氣候變化災難呢?”薩普迪說。
薩普迪一開始的目標是將太陽輻射減少1.7%,這是防止全球氣溫災難性上升所需的估計值。他發現,向太陽放置一個系留平衡器可以將防護罩和平衡器的重量減少到約350 萬噸,比之前估計的無系留防護罩輕約100 倍。
雖然這個數字仍然遠遠超出了目前的發射能力,但只有1%的重量(約35,000噸)是防護罩本身,而這是唯一需要從地球發射的部分。利用更新、更輕的材料,防護罩的質量還可以進一步減少。總質量的其餘99% 將是用作配重的小行星或月球塵埃。與其他防護罩設計相比,這種系留結構的建造和部署速度更快,成本更低。
目前最大的火箭只能將大約50噸的重量提升到低地球軌道,因此這種太陽輻射管理方法將是一項挑戰。即使在當今的技術條件下,薩普迪的方法也使這一想法成為可能,而之前的概念則完全無法實現。此外,開發一種輕質而堅固的石墨烯繫繩將防護罩與配重連接起來也至關重要。