Пространство Зонт или солнцезащитное является зонтик от солнца , что переадресации вызовов или иным образом уменьшает некоторые из солнечного излучения, предотвращая их от удара космического корабля или планеты и тем самым снижая его инсоляцию , что приводит к снижению нагрева. Отводить свет можно разными способами. Первоначально предложенная в 1989 году, первоначальная концепция космического зонта предполагает размещение большого затемненного диска или технологии аналогичного назначения между Землей и Солнцем.
Солнцезащитный козырек представляет особый интерес как метод климатической инженерии для смягчения последствий глобального потепления за счет управления солнечным излучением . Повышенный интерес к таким проектам отражает обеспокоенность тем, что согласованное на международном уровне сокращение выбросов углерода может оказаться недостаточным для сдерживания изменения климата. [1] Солнцезащитные козырьки могут также использоваться для производства космической солнечной энергии , выступая в качестве спутников солнечной энергии . Предлагаемые конструкции плафонов включают в себя цельный плафон и плафон, состоящий из множества мелких предметов. Большинство таких предложений предполагает наличие блокирующего элемента в лагранжевой точке L1 Солнце-Земля .
В 1989 году Джеймс Эрли предложил использовать солнцезащитные козырьки из космоса, чтобы отводить солнечный свет на планетарный уровень. По его замыслу, из лунного материала был изготовлен большой стеклянный (2000 км) оккультный светильник и установлен в точке L1. Проблемы включали большое количество материала, необходимого для изготовления диска, а также энергию для запуска его на орбиту. [2]
Конструкции планетарных зонтиков
Облако малых космических кораблей
Один предлагаемый солнцезащитный козырек будет состоять из 16 триллионов маленьких дисков в лагранжевой точке Солнце-Земля L1, на высоте 1,5 миллиона километров над Землей. Каждый диск должен иметь диаметр 0,6 метра и толщину около 5 микрометров. Масса каждого диска будет около грамма, что в сумме составит почти 20 миллионов тонн. [3] Такой группы маленьких солнцезащитных козырьков, которые блокируют 2% солнечного света, отклоняя его в космос, было бы достаточно, чтобы остановить глобальное потепление, давая достаточно времени, чтобы сократить выбросы на Земле. [4]
Предполагается, что отдельные автономные летчики, создающие облако зонтиков, не должны отражать солнечный свет, а должны быть прозрачными линзами, слегка отклоняющими свет, чтобы он не ударял по Земле. Это сводит к минимуму влияние давления солнечного излучения на блоки, требуя меньших усилий для удержания их на месте в точке L1. Оптический прототип был построен Роджером Энджелом при финансовой поддержке NIAC . [5]
Оставшееся солнечное давление и тот факт, что точка L1 является точкой неустойчивого равновесия , легко нарушаемой колебаниями Земли из-за гравитационных эффектов Луны, требует, чтобы маленькие автономные летчики были способны маневрировать, чтобы удерживать позицию. Предлагаемое решение - разместить на поверхности листовок зеркала, способные вращаться. Используя давление солнечного излучения на зеркала в качестве солнечных парусов и наклоняя их в правильном направлении, летун сможет изменять свою скорость и направление, чтобы оставаться на месте. [6]
Такая группа солнцезащитных козырьков должна занимать площадь около 3,8 миллиона квадратных километров, если их разместить в точке L1. [6] Размещение летчиков - проблема, которая требует многоразовых ракет. С помощью 100-тонного ускорителя LEO один спуск в день позволит выпустить необходимое количество парусов в течение 20 лет.
Даже в этом случае потребуются годы, чтобы запустить на орбиту достаточное количество дисков, чтобы иметь какой-либо эффект. Это означает длительное время выполнения заказа . Роджер Энджел из Университета Аризоны [3] представил идею навеса в Национальной академии наук США в апреле 2006 года и выиграл грант Института передовых концепций НАСА для дальнейших исследований в июле 2006 года.
По оценкам, создание этого солнцезащитного козырька в космосе обойдется в более чем 130 миллиардов долларов США в течение 20 лет при расчетном сроке службы 50–100 лет. [7] Таким образом, профессор Энджел приходит к выводу, что «зонтик не может заменить развитие возобновляемых источников энергии , единственное постоянное решение. Такой же огромный уровень технологических инноваций и финансовых инвестиций может гарантировать это. Но если планета окажется в беде». резкий климатический кризис, который можно исправить только похолоданием, было бы хорошо быть готовым с некоторыми разработанными решениями по затенению ». [6] [8]
Одна линза Френеля
Несколько авторов предложили рассеивать свет до того, как он достигнет Земли, поместив в космос очень большую линзу, возможно, в точке L1 между Землей и Солнцем. Этот план был предложен в 1989 г. Дж. Т. Ранним. [9]
В 2004 году физик и писатель-фантаст Грегори Бенфорд подсчитал, что вогнутая вращающаяся линза Френеля диаметром 1000 километров, но толщиной всего несколько миллиметров, плавающая в космосе в точке L 1 , уменьшит солнечную энергию, достигающую Земли, примерно на 0,5% до 1%. [10]
Стоимость такого объектива оспаривается. На фантастической конвенции науки в 2004 году, Benford оценки, будет стоить около US $ 10 млрд вперед, а еще 10 миллиардов $ в благоприятной стоимости в течение всего срока службы. [10]
Одна дифракционная решетка
Аналогичный подход предполагает размещение в космосе очень большой дифракционной решетки (тонкой проволочной сетки), возможно, в точке L1 между Землей и Солнцем. Предложение для дифракционной сетки в 3000 тонн было произведено в 1997 году Эдвард Теллер , Лоуэлл Вуд , и Родерик Хайда , [11] , хотя в 2002 году эти же авторы утверждают , для блокирования солнечной радиации в стратосфере , а не на орбите дали тогда ток космодромы технологии. [12]
Солнцезащитные козырьки для космических кораблей
Джеймс Уэбб Космический телескоп (JWST) инфракрасный телескоп имеет слоистую зонтика , чтобы держать телескоп холод.
Для космического корабля, приближающегося к Солнцу, солнцезащитный козырек обычно называют теплозащитным экраном. Известные космические корабли [конструкции] с теплозащитными экранами включают:
- Messenger , запущенный в 2004 году и до 2015 года находившийся на орбите Меркурия, имеет солнцезащитный козырек из керамической ткани.
- Parker Solar Probe (ранее Solar Probe Plus), запущенный в 2018 г. (углерод, углеродная пена, углеродный сэндвич-теплоизоляционный экран)
- Solar Orbiter , запущен в феврале 2020 г.
- BepiColombo для орбиты Меркурия с оптическими солнечными отражателями (действующими как солнцезащитный козырек) на компоненте планетарного орбитального аппарата.
Смотрите также
- Солнечный парус - метод движения космического корабля с использованием радиационного давления солнечным светом.
- Космическая солнечная энергия - концепция сбора солнечной энергии в космическом пространстве и распространения ее на Землю.
- Звездная тень
- Космическое зеркало (геоинженерия)
- Солнцезащитный козырек (JWST)
- Тепловой контроль космических аппаратов
Рекомендации
- ^ Хикман, Джон (2018). «Политическая экономия планетарного зонта». Астрополитика . 16 (1): 49–58. Bibcode : 2018AstPo..16 ... 49H . DOI : 10.1080 / 14777622.2018.1436360 . S2CID 148608737 .
- ^ Горветт, Зария (26 апреля 2016 г.). «Как гигантский космический зонт может остановить глобальное потепление» . BBC .
- ^ а б «Космический навес может оказаться возможным в случае глобального потепления» . EurekAlert . 3 ноября 2006 . Проверено 11 ноября 2010 года .
- ^ «Глобальный солнцезащитный козырёк» . BBC News . 19 февраля 2007 . Проверено 11 ноября 2010 года .
- ^ Тненбаум, Дэвид (23 апреля 2007 г.). «Пироги в небе: решение проблемы глобального потепления» . Журнал астробиологии . Проверено 14 ноября 2010 года .
- ^ а б в Ангел, Роджер (18 сентября 2006 г.). «Возможность охлаждения Земли облаком малых космических аппаратов вблизи внутренней точки Лагранжа (L1)» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . PNAS. 103 (46): 17184–9. Bibcode : 2006PNAS..10317184A . DOI : 10.1073 / pnas.0608163103 . PMC 1859907 . PMID 17085589 . Проверено 14 ноября 2010 года .
- ^ Конечны, Павел (6 декабря 2018 г.). «Нам нужен SpaceX BFR не только для того, чтобы добраться до Марса, но и для того, чтобы спасти ЗЕМЛЮ от глобального потепления» . Средний . Проверено 11 марта 2019 .
- ^ «Космический навес от солнца может быть осуществим в чрезвычайной ситуации глобального потепления» (пресс-релиз). Университет Аризоны. 6 ноября 2006 . Проверено 29 апреля 2009 года .
- ^ JT Early (1989), "Космический солнечный щит для компенсации парникового эффекта", Журнал Британского межпланетного общества , 42 , стр. 567–569, Bibcode : 1989JBIS ... 42..567E. Это предложение также обсуждается в сноске 23 к Эдвард Теллер; Родерик Хайд и Лоуэлл Вуд (1997), Глобальное потепление и ледниковые периоды: перспективы физического модулирования глобальных изменений (PDF) , Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса , данные получены 30 октября 2010 г..
- ^ a b См. Рассел Дави, «Суперзлодейство: астроинженерия глобального потепления» и Билл Кристенсен, «Уменьшение глобального потепления путем блокировки солнечного света». Архивировано 17 апреля 2009 г. в Wayback Machine .
- ^ Эдвард Теллер; Родерик Хайд и Лоуэлл Вуд (1997), Глобальное потепление и ледниковые периоды: перспективы физического модулирования глобальных изменений (PDF) , Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса , данные получены 30 октября 2010 г.. См., В частности, страницы 10–14.
- ^ Эдвард Теллер, Родерик Хайд и Лоуэлл Вуд (2002), Активная стабилизация климата: практические физические подходы к предотвращению изменения климата (PDF) , Ливерморская национальная лаборатория Лоуренса , данные получены 30 октября 2010 г.
Внешние ссылки
- Маркис, Франк; Санчес, Жоан-Пау; Макиннес, Колин Р. (2015). «Оптимальные конфигурации солнцезащитных штор для космической геоинженерии вблизи точки L1 Солнце-Земля» . PLOS ONE . 10 (8): e0136648. DOI : 10.1371 / journal.pone.0136648 . ISSN 1932-6203 .