„Vesmírna bublinková fólia“ by mohla zvrátiť zmenu klímy

Solárne geoinžinierstvo, súbor technológií zameraných na odrážanie časti slnečného svetla dopadajúceho na Zem, sa teoreticky ukazuje ako cenné riešenie na doplnenie súčasného úsilia o zníženie emisií CO2 a odvrátenie klimatických zmien. Väčšina výskumného úsilia v tomto smere sa sústredila na rozpúšťanie reflexných chemických zložiek v troposfére alebo stratosfére, ktoré by kompenzovali prichádzajúce slnečné žiarenie. No stretávame sa s otázkami nezvratnosti a ďalších skleníkových účinkov.

Vesmírne geoinžinierstvo poskytuje príležitosť vyriešiť tento problém bez priameho vplyvu na chemické zloženie stratosféry. Jeden z návrhov hovorí o umiestnení viacvrstvovej deflexnej fólie v Lagrangeovom bode medzi Slnkom a Zemou, ktorá by znížila dopadajúce slnečné žiarenie o 1,8 %. Skúmala sa aj myšlienka roja malých vesmírnych lodí rozkladajúcich menšie štíty. Hlavnými výzvami spojenými s uvedenými návrhmi sú zložitosť prefabrikácie veľkej fólie a jej preprava a rozkladanie vo vesmíre.

Vo všeobecnosti sa väčšina výskumov ešte nedostala zo štádia hrubej štúdie uskutočniteľnosti. Interdisciplinárny tím vedcov z MIT teraz navrhuje preskúmať myšlienku tienenia slnečného žiarenia rozmiestnením súboru bublinových pltí zložených zo sústav vzájomne prepojených malých nafukovacích bublín v blízkosti Lagrangeovho bodu L1 medzi Slnkom a Zemou. Domnievajú sa, že nafúknutie tenkých fólií z homogénneho roztaveného materiálu, ako je kremík, priamo vo vesmíre môže zabezpečiť zmenu hrúbky na lámanie širšieho vlnového spektra.

Guľôčky sa môžu vyrábať priamo vo vesmíre, čím sa optimalizujú náklady na dopravu. A keďže bubliny sa dajú zámerne zničiť porušením ich povrchovej rovnováhy, riešenie slnečného geoinžinierstva by sa tak stalo plne reverzibilným a výrazne by sa znížilo množstvo vesmírneho odpadu. V súčasnosti však ide len o pracovnú hypotézu. Základnou fázou tohto projektu je výber vhodného materiálu a technológie na výrobu a udržiavanie tenkovrstvových guľôčok v podmienkach kozmického priestoru.

V predbežných experimentoch sa výskumníkom podarilo nafúknuť tenkovrstvovú bublinu pri tlaku 0,0028 atm a udržať ju pri teplote približne -50 °C. V ďalšom výskume sa bude skúmať použitie iných typov materiálov. Výskumníci plánujú zisťovať, či je štít na báze bublín hmotnostne účinný v porovnaní s inými navrhovanými riešeniami tienenia. Pri nafukovaní tenkých tekutých guľôčok môže byť minimálna hrúbka tekutej fólie tvoriacej plášť teoreticky až 20 nm.

Aby však bolo možné slnečné svetlo odrážať, hrúbka fólie by mala byť porovnateľná s vlnovými dĺžkami slnečného žiarenia (t. j. rádovo 400 – 600 nm). Pokiaľ ide o polohu a stabilizáciu plte, treba brať do úvahy, že Lagrangeovom bode L1 sa gravitačné sily Zeme a Slnka rušia. Široká a tenká bublinová plť by bola výrazne vystavená tlaku slnečného žiarenia, čo naznačuje, že optimálna poloha by sa mala určiť o niečo bližšie k Slnku, približne 2,5 Gm od Zeme. Je potrebný aktívny stabilizačný mechanizmus, ktorý bude treba navrhnúť.

Predchádzajúci geoinžiniersky výskum naznačuje, že na zvrátenie účinkov klimatických zmien by sa malo prichádzajúce slnečné žiarenie znížiť o 1,8 %. Vedci chcú vytvoriť model odrazu slnečného žiarenia, ktorý sa použije na určenie optických vlastností bublinového plávajúceho telesa. Hlbšia analýza s klimatickými modelmi identifikuje požadovaný podiel zníženia slnečného žiarenia. Pravdepodobne významnou výhodou bublinového raftu je možnosť montáže na mieste pomocou výrobných metód založených na vesmírnych technológiách.

Bubliny sa môžu rýchlo nafúknuť vo vnútri výrobnej jednotky, potom rýchlo zmraziť a uvoľniť do vesmíru s nulovým tlakom a nízkou teplotou. Budú sa skúmať aj nové spôsoby prepravy materiálu zo Zeme vrátane magnetických urýchľovačov (railgun). Ak bublinová plť už nebude potrebná, pláty tenkých guľôčok sa dajú ľahko zničiť porušením ich povrchovej rovnováhy a ich zrútením z metastabilného bodu rovnováhy do konfigurácie s nižšou energiou. Tým sa minimalizuje množstvo úlomkov v porovnaní s inými navrhovanými prístupmi a tento postup je bezpečnejší a odolnejší v prípade zrážky s inými objektmi.

Údržba takéhoto krehkého štítu je však výzva, ktorú treba ešte skúmať. Napriek vzdialenosti od zemskej atmosféry niektoré štúdie naznačujú, že v dôsledku zníženia slnečného žiarenia môžu na zemskej klíme vzniknúť zložité javy, ako napríklad narušenie dráh extratropických búrok. Tento aspekt sa bude ďalej skúmať s rôznymi podielmi redukcie slnečného žiarenia.

Okrem toho sa navrhne metóda na postupné ukončovanie, aby sa predišlo šoku pre ekosystém Zeme v dôsledku náhleho ukončenia geoinžinierskeho programu, keď už nebude potrebný (štúdie určujú potrebnú životnosť v rozmedzí 50 až 200 rokov). V najväčšom rozsahu by systém mohol kompenzovať 100 % vplyvu skleníkových plynov v atmosfére. Vedci veria, že po identifikácii technického riešenia by sa jeho realizácia mohla zavŕšiť do konca storočia. Pokiaľ ide o náklady, odhadujú sa na úrovni približne 0,5 % celosvetového HDP za 50 rokov.

Zdroj: thebrighterside.news.