麻省理工学院:建巴西大小的“太空气泡”反射阳光,可阻地球过热

原标题:麻省理工学院:建巴西大小的“太空气泡”反射阳光,可阻地球过热

自工业革命以来,人类燃烧煤炭、石油和天然气等化石燃料释放的大量温室气体是推动全球变暖和气候变化的主要原因,因此多年来,科学家们一致认为我们需要大幅减少排放,以尽量减少气候变化造成的极端天气影响。但可惜的是,这不是一件容易的事,尽管我们已经在大力发展可再生能源。

既然减排是一个长期的过程,那么我们能不能利用外在手段减少太阳照射地球的太阳光,以抑制地球变暖呢?还真有。麻省理工学院的一个科学团队正在研究一种应对气候变化影响的激进方法——太阳能地球工程:向太空发射一个面积大小与巴西相当的“太空气泡”(Space Bubbles),偏转或反射太阳辐射并降低到达地球的水平,从而减少或完全抵消气候变化的影响

在探索这个疯狂概念之前,快速回顾一下导致气候变化的原因。

随着大气中二氧化碳和其他温室气体的浓度升高,地球经历了前所未有的变暖,特别是自1950年代以来。由于二氧化碳是一种“温室气体”,这意味着它对可见光是透明的,同时也会吸收红外光。这使太阳能够畅通无阻地加热地球,然后地球将这些热量以红外线的形式辐射出去,而红外线通常会逃逸到太空中。

然而,额外的二氧化碳会吸收红外线并将其加热,从而使地球升温并导致各种气候问题。通俗来说,二氧化碳等温室气体就像给地球加盖了一张越来越厚的“毛毯”,将本该反射到太空中的热量困在大气中,导致全球气温越来越高。

在减排、核聚变遥遥无期的情况下,科学家基于空间的地球工程提议发射一种设备,通过减少照射地球的阳光量来减轻气候变化的影响。理论上,只需要阻挡大约 2% 的太阳光,就能抵消人类工业革命以来造成的全球变暖的累积影响

事实上,这个想法在1980年代就出现了。当时科学家建议将一个巨大的遮阳罩(450 万平方公里)或漫射菲涅尔透镜(100 万平方公里,一种将光线分散而不是聚焦的薄透镜)放入太空。这些设备将被放置在“拉格朗日点”——这是一个地球和太阳之间相对稳定的轨道点,两者的引力平衡使位于那里的任何物体全年保持在相同的地球—太阳相对位置。实际上,地球和太阳之间总共有 5 个拉格朗日点,但距地球150万公里的“L1拉格朗日点”最适合。

不过就当时的航天技术而言,要将如此巨大的遮阳罩或透镜带入太空的成本需要数万亿美元,这使得它完全不可行和无用。但麻省理工学院的“太空气泡”解决方案与之前的遮阳罩或透镜不同,它的建造、发射和交付成本相对较低。

“太空气泡”更安全、更便宜?

“太空气泡”的设想是将一颗气泡机卫星发送到 L1 拉格朗日点。一旦到达那里,它将产生一个圆盘状的气泡筏,面积大小与巴西大致相当,由太阳风和重力固定在适当的位置。这群气泡将衍射和偏转太阳辐射并降低到达地球的水平,从而减少或完全抵消气候变化的影响。

据研究团队表示,这些气泡可以在太空中制造,从而降低任何发射成本。目前他们在实验室中成功地在 0.0028 atm 的压力下使用硅制成的薄膜气泡膨胀,并在 -50°C 左右(接近零压力和接近零的空间条件)温度下保持稳定。因此,我们需要做的就是将小型气泡制造卫星送入L1 拉格朗日点。

如果我们假设这些气泡等同于其他遮阳罩概念,按面积约为 100 万平方公里的气泡圆盘计算,假设这些气泡的直径大约为一米,它们将等于大约 1.27 万亿个气泡。表面上看,气泡数量非常大,但不要忘记,每个气泡内部几乎没有气体(因为它位于真空中,只需要轻微的内部压力)和少量液体。当你考虑到SpaceX 星际飞船(starship),可以在一次发射中提供超过 100 吨的气泡制造材料时,突然间制造超过一万亿米大小的气泡似乎并不过分。

因此,可能需要多次发射才能让制造泡泡的机器进入正确的轨道,而且还需要反复维护,因为一些气泡会弹出并需要更换。然而,这种卫星的制造成本相对较低,气泡材料也是如此,每次星际飞船的发射只需几百万美元。所以粗略估计,实现这项技术的最低成本为10-20亿美元。

那么,麻省理工学院的“太空气泡”能否完全阻止气候变化?

一些科学家警告表示,这种方法的潜在负面影响尚未完全了解,这意味着它远未被视为可行的选择。虽然减少太阳辐射可能会抵消全球变暖,但它会影响植物生长和我们环境的其他方面。我们必须警惕我们如何使用这样的技术,因为总是需要在停止我们已经造成的损害之间找到平衡,而不会造成完全不同的生态问题。返回搜狐,查看更多

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