Солнечный «зонтик», привязанный к астероиду, поможет снизить температуру Земли

Довольно интересный подход для смягчения последствий изменения климата на Земле предлагает Иштван Сапуди из Института астрономии Гавайского университета в Маноа. Во времена «малого ледникового периода» суммарная мощность солнечного излучения снизилась приблизительно на 0,24%, в то время как глобальная температура уменьшилась на 0,5-0,6 °C. Таким образом, согласно его расчетам для смягчения парникового эффекта, вызывающего глобальное потепление, необходимо экранировать примерно 1-2% солнечного излучения.

Для того, чтобы снизить количество солнечной энергии, поглощаемой Землей, существует две стратегии. В первой предполагается добавление пыли или химических веществ в атмосферу Земли для увеличения отраженной доли солнечного света обратно в космос. А во второй — размещение солнечных экранов, способных поглощать или отражать солнечное излучение, между Землей и Солнцем.

Поскольку изменение земной атмосферы представляет из себя большой риск, Сапуди предлагает сосредоточиться на идее солнечного щита, который бы улавливал и отражал часть солнечной радиации, поступающей к Земле. Экран должен быть размещен в точке Лангража, которая находится на расстоянии около 1,5 млн. км от Земли в направлении к Солнцу. Это предпочтительное место для размещения, так как гравитация Земли и Солнца там сбалансирована.

Хотя это и довольно старая идея, для ее реализации существует серьезная проблема — вес. А как известно, доставка в космос массивных конструкций требует нереально больших затрат. Сапуди же говорит, что это ограничение можно обойти и, в отличие от предыдущих разработок, его нововведение позволяет существенно сократить общую массу. Для этого, вместо обычного щита, он предлагает использовать привязанный солнечный экран, изготовленный из легкого материала, такого как графен. Он будет изготовлен на Земле и его вес будет составлять всего 1% от общей массы конструкции, что в 100 раз меньше, чем прошлые проекты. Оставшаяся масса будет сосредоточена в противовесе, представляющим собой астероид, к которому с помощью тросов будет прикреплен экран. Таким образом, с Земли необходимо доставить всего около 35 тысяч тонн.

Так как любая конструкция в космосе требует активного управления, Сапуди предлагает еще одно техническое решение — манипулирование длиной троса. Это позволит поддерживать орбиту без использования топлива. Суть состоит в том, чтобы на противовесе установить лебедки, работающие на солнечных батареях, которые бы изменяли длину тросов. Если к одному противовесу подключить несколько экранов, то удлиняя или укорачивая тросы, можно добиться активного управления конструкцией во избежание спутывания и случайного падения на Землю.

Основным технологическим препятствием для реализации привязанного солнечного экрана является наличие достаточно прочных тросов. Впрочем, Сапуди надеется, что необходимые технологические инновации станут доступны в ближайшем будущем. Что касается материала экрана, то современные научные достижения уже позволяют создать необходимый графеновый экран, несмотря на высокую стоимость этого материала. На сегодняшний день графен оценивается в цене около 100 долларов за квадратный метр, однако эта цена может упасть до 1 доллара за квадратный метр в течение десяти лет. Стоимость доставки в ближайшие годы также должна подешеветь. NASA прогнозирует снижение стоимости запусков до 10 долларов за килограмм, что делает выполнимой доставку на орбиту 35 тысяч тонн материалов для создания экрана.

По словам Сапуди нужно уже сейчас начать проводить НИОКР, чтобы успеть решить инженерные проблемы. Солнечный экран можно будет своевременно развернуть, т. е. он послужит страховкой, если все меры по смягчению последствий изменения климата окажутся безуспешными. В будущем он также может стать источником солнечной энергии для исследования как Земли, так и Солнечной системы.

Источник: "Solar radiation management with a tethered sun shield"