Διαστημικά σκίαστρα ίσως είναι εφικτά σε μια κατάσταση εκτάκτου ανάγκης λόγω της παγκόσμιας θέρμανσης

Πηγή: Πανεπιστήμιο της Αριζόνας, 5 Νοεμβρίου 2006

Η πιθανότητα ότι η παγκόσμια αύξηση της θερμοκρασίας θα προκαλέσει μια απότομη αλλαγή του κλίματος είναι κάτι που οι άνθρωποι δεν θέλουν να σκεφτούν. Όμως ο Roger Angel του πανεπιστημίου της Αριζόνα το σκέφτεται.

Ο Angel, ένας από τους καλύτερους στη σύγχρονη οπτική σε όλο τον κόσμο, διευθύνει το Εργαστήριο Κατόπτρων στο Παρατηρητήριο Steward  καθώς και το Κέντρο για την αστρονομική προσαρμοστική οπτική. Έχει κερδίσει πολλά βραβεία για τις πολλές εξαιρετικές ιδέες του για την εφαρμογή τους στην αστρονομία.

Την προηγούμενη χρονιά, ο Angel έχει εξετάσει τρόπους για να ψυχθεί η Γη σε μια έκτακτη ανάγκη. Ο Angel μελέτησε την πρακτικότητα της ιδέας να αναπτυχθούν διαστημικά σκίαστρα σε μια παγκόσμια κρίση λόγω του φαινομένου του θερμοκηπίου, μια κρίση όπου γίνεται σαφές ότι η Γη κατευθύνεται ολοταχώς για την καταστρεπτική αλλαγή του κλίματος εντός μίας ή δύο δεκαετιών.

Η εικόνα δείχνει ιπτάμενα σκίαστρα διαμέτρου 60 εκατοστών στη θέση Lagrange L1 στο διάστημα. Είναι διαφανή, αλλά θολώνει το φως το οποίο περνά μέσα από μία κατασκευή σαν ντόνατς, όπως παρουσιάζεται στην εικόνα για τα αστέρια υποβάθρου. Το φως του ήλιου που διαπερνά μέσα από αυτά, επίσης, διαχέεται κι έτσι αυτό εξασθενίζει μέχρι τη Γη. Χάρη σε αυτό τον τρόπο αφαίρεσης του φωτός αποφεύγεται η δράση της πίεσης της ακτινοβολίας, η οποία αλλιώς θα μετακινούσε το σκίαστρο από την L1 τροχιά.

Ο Angel παρουσίασε την ιδέα του στην Εθνική Ακαδημία των Επιστημών τον Απρίλιο και κέρδισε ένα βραβείο από το Ίδρυμα της NASA για τις προηγμένες ιδέες τον Ιούλιο του 2006.

Ο Angel δημοσιεύει τώρα μια πρώτη λεπτομερής ανάλυση της ιδέας του, που λέγεται "Δυνατότητα να ψυχθεί η Γη με ένα νέφος μικροσκοπικών ιπτάμενων αντικειμένων κοντά στο σημείο L1",  στα Πρακτικά της Εθνικής Ακαδημίας των Επιστημών.

Το σχέδιο του είναι να προωθηθεί τρισεκατομμύρια μικροσκοπικά ιπτάμενα αντικείμενα που θα πετάνε ελεύθερα εκατομμύρια χιλιόμετρα πάνω από τη Γη, σε μια τροχιά ευθυγραμμισμένη με τον ήλιο. Η θέση αυτή λέγεται τροχιά L1 και είναι ένα σημείο όπου ισορροπούν οι βαρυτικές έλξεις και έτσι οποιοδήποτε αντικείμενο τοποθετηθεί εκεί παραμένει σταθερό.

Τα μικροσκοπικά αντικείμενα θα σχημάτιζαν ένα μακρύ, κυλινδρικό νέφος με μια διάμετρο τη μισή που έχει η Γη, και περίπου 10 φορές μακρύτερη. Περίπου το 10% του φωτός του ήλιου που θα περνά μέσω αυτού του νέφους, το οποίο θα έχει μήκος 100.000 χιλιομέτρων και που θα είχε κατεύθυνση προς τον ήλιο, θα εκτρέπονταν μακριά από τον πλανήτη μας. Το φαινόμενο θα είχε σαν αποτέλεσμα να μειωθεί ομοιόμορφα το φως του ήλιου κατά περίπου 2% πάνω από ολόκληρο τον πλανήτη, αλλά αρκετό για να ισορροπήσει τη θέρμανση από τον διπλασιασμό του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα στη γήινη ατμόσφαιρα.

Άλλοι ερευνητές έχουν προτείνει διάφορες εναλλακτικές λύσεις για την ψύξη του πλανήτη, συμπεριλαμβανομένων και τον διασκορπισμό αερολύματος μέσα στη γήινη ατμόσφαιρα. Η ιδέα για μια διαστημική σκιά στη θέση L1 με σκοπό να εκτραπεί το φως του ήλιου από τη γη, προτάθηκε αρχικά από τον James Early του Εθνικού Εργαστηρίου Lawrence Livermore κατά το 1989.

"Οι προηγούμενες ιδέες ήταν μεγαλύτερες και βαρύτερες δομές που έπρεπε να κατασκευαστούν και να εκτοξευτούν από το φεγγάρι, κάτι που είναι αρκετά φουτουριστικό", λέει ο Angel. "Θέλησα να κάνω ηλιακά σκίαστρα από μικρά, ιπτάμενα, ελαφρά και εξαιρετικά λεπτά διαστημικά σκάφη, που θα μπορούσαν να συγκεντρωθούν πολλά μαζί και να προωθηθούν από τη Γη, σε σωρούς του ενός εκατομμυρίου κάθε φορά. Όταν θα φθάσουν στο σημείο L1, θα κατανεμηθούν σε σωρούς σαν ένα νέφος. Δεν υπάρχει κάτι που θα συναρμολογηθεί στο διάστημα."

Τα ελαφριά ιπτάμενα αντικείμενα που σχεδιάστηκαν από τον Angel θα αποτελούνταν από μια διαφανή ταινία γεμάτη από μικρές τρύπες. Κάθε ιπτάμενο αντικείμενο, διαμέτρου 60 εκατοστών με πάχος 1/5000 της μιας ίντσας, θα ζυγίζει ένα γραμμάριο μόνο, σαν μια μεγάλη πεταλούδα. Θα χρησιμοποιούσε κάτοπτρα τεχνολογίας "MEMS" σαν μικροσκοπικά ιστία που θα γέρνουν για να βάλουν στην κατάλληλη τροχιά  τους τον ιπτάμενο αστερισμό. Η διαφάνεια και ο μηχανισμός καθοδήγησης του ιπτάμενου μικροσκοπικού αντικειμένου, θα το αποτρέπει από να φεύγει μακριά λόγω της πίεσης της ακτινοβολίας. Η πίεση της ακτινοβολίας είναι η πίεση από το ίδιο το φως του ήλιου.

Η συνολική μάζα όλων αυτών των μικροσκοπικών ιπτάμενων αντικειμένων, που θα αποτελούν τα διαστημικό σκίαστρα, θα ήταν στη Γη 20 εκατομμύρια τόνοι. Με ένα κόστος 20.000 δολαρίων για το κάθε κιλό που εκτοξεύεται στο διάστημα - για πύραυλο με συμβατικά χημικά καύσιμα - είναι απαγορευτικά ακριβά. Ο Angel προτείνει έναν φτηνότερο τρόπο, ο οποίος τώρα αναπτύσσεται στα Εθνικά Εργαστήρια Sandia, με ηλεκτρομαγνητικούς διαστημικούς προωθητές, οι οποίοι θα έφερναν το κόστος πολύ χαμηλά, 40 δολάρια το κιλό.

Όλα τα σκίαστρα θα μπορούσαν να πάνε στο διάστημα από 20 συνολικά ηλεκτρομαγνητικούς προωθητές, προωθώντας έναν σωρό από τα ιπτάμενα αντικείμενα κάθε 5 λεπτά για 10 χρόνια. Οι ηλεκτρομαγνητικοί προωθητές θα δούλευαν με υδροηλεκτρική ισχύ, αλλά ακόμη και στο στη χειρότερη περίπτωση ενός περιβαλλοντικό σεναρίου με παραγωγή ηλεκτρισμού από σταθμούς με κάρβουνο, κάθε τόνος του άνθρακα που θα χρησιμοποιηθεί για να γίνει ηλεκτρική ενέργεια θα μετρίαζε το φαινόμενο κατά 1000 τόνους ατμοσφαιρικού άνθρακα.

Έτσι και μπουν σε τροχιά με τη βοήθεια του ηλεκτρομαγνητικού προωθητή, οι ιπτάμενοι σωροί θα οδηγούνται στην τροχιά L-1 από σκάφη με ιοντική προώθηση αλλά που θα παίρνουν ενέργεια από τον ήλιο, μια νέα μέθοδος χρησιμοποιήθηκε με επιτυχία από το ευρωπαϊκό SMART-1 στο φεγγάρι, και το Deep Space 1 της NASA.

"Η ιδέα στηρίζεται στις υπάρχουσες τεχνολογίες", τονίζει ο Angel. "Φαίνεται εφικτό ότι θα μπορούσε να αναπτυχθεί και να επεκταθεί σε, περίπου, 25 χρόνια με ένα κόστος μερικών τρισεκατομμυρίων δολαρίων. Και η διάρκεια ζωής αυτών ηλιακών σκιάστρων θα πρέπει να είναι περίπου 50 χρόνια. Έτσι το μέσο κόστος είναι περίπου 100 δισεκατομμύρια δολάρια ετησίως, ή τα δύο δέκατα του 1% του παγκόσμιου εγχώριου προϊόντος."

Και προσθέτει, "Τα σκίαστρα δεν είναι κανένα υποκατάστατο της ανανεώσιμης ενέργειας, την μόνη μόνιμη λύση. Την οποία θα μπορούσε να την εξασφαλίσει ένα τεράστιο επίπεδο τεχνολογικής καινοτομίας και οικονομικής επένδυσης. Αλλά εάν ο πλανήτης έχει μια απότομη κρίση του κλίματος, που μπορεί να λυθεί μόνο από μια ψύξη, θα είναι καλό να υπάρχει μια έτοιμη λύση όπως είναι τα σκίαστρα".

Home