مجلة أقلام مرحبا بك في مجلة أقلام , هنا ستجد آخر المقالات والأخبار
درع الغبار الفضائي: هل هو حل جريء لمكافحة تغير المناخ؟
في يوم شتاء بارد ، دفء الشمس مرحب به. ومع ذلك ، مع إطلاق البشرية المزيد والمزيد من غازات الدفيئة ، يحبس الغلاف الجوي للأرض المزيد والمزيد من طاقة الشمس ويزيد درجة حرارة الأرض بشكل مطرد. تتمثل إحدى الإستراتيجيات لعكس هذا الاتجاه في اعتراض جزء من ضوء الشمس قبل وصوله إلى كوكبنا. لعقود من الزمان ، فكر العلماء في استخدام الشاشات أو الأشياء أو جزيئات الغبار لمنع ما يكفي من إشعاع الشمس – بين 1 أو 2٪ – للتخفيف من آثار الاحتباس الحراري.
استكشفت دراسة بقيادة جامعة يوتا إمكانية استخدام الغبار لدرء أشعة الشمس. قاموا بتحليل الخصائص المختلفة لجزيئات الغبار ، وكميات الغبار ، والمدارات الأنسب لتظليل الأرض. وجد المؤلفون أن إطلاق الغبار من الأرض إلى محطة على الطريق في “نقطة لاغرانج” بين الأرض والشمس (L1) سيكون أكثر فاعلية ولكنه سيتطلب تكلفة فلكية وجهدًا. البديل هو استخدام moondust. يجادل المؤلفون بأن إطلاق الغبار القمري من القمر يمكن أن يكون وسيلة رخيصة وفعالة لتظليل الأرض.
طبق فريق علماء الفلك تقنية مستخدمة لدراسة تكوين الكواكب حول النجوم البعيدة ، وهو تركيزهم البحثي المعتاد. تشكل الكوكب عملية فوضوية تؤدي إلى إطلاق الكثير من الغبار الفلكي الذي يمكن أن يشكل حلقات حول النجم المضيف. تعترض هذه الحلقات الضوء القادم من النجم المركزي وتعيد إشعاعه بطريقة يمكننا من خلالها اكتشافه على الأرض. تتمثل إحدى طرق اكتشاف النجوم التي تشكل كواكب جديدة في البحث عن هذه الحلقات المتربة.
“كانت تلك بذرة الفكرة. قال بن بروملي ، أستاذ الفيزياء و علم الفلك والمؤلف الرئيسي للدراسة.
قال سكوت كينيون ، المؤلف المشارك لـ دراسة من مركز الفيزياء الفلكية | هارفارد وسميثسونيان.
نُشرت الورقة مؤخرًا في مجلة PLOS Climate .
إلقاء الظل
تعتمد الفعالية الإجمالية للدرع على قدرته على الحفاظ على مدار يلقي بظلاله على الأرض. قاد سمير خان ، الطالب الجامعي والمؤلف المشارك للدراسة ، الاستكشاف الأولي الذي يمكن أن تحبس فيه المدارات الغبار في موضعه لفترة كافية لتوفير تظليل مناسب. أظهر عمل خان صعوبة حفظ الغبار في المكان الذي تريده.
قال خان: “لأننا نعرف مواقع وكتل الأجرام السماوية الرئيسية في نظامنا الشمسي ، يمكننا ببساطة استخدام قوانين الجاذبية لتتبع موقع محاكاة درع الشمس بمرور الوقت لعدة مدارات مختلفة”.
كان هناك سيناريوهان واعدان. في السيناريو الأول ، وضع المؤلفون منصة فضائية عند نقطة L1 Lagrange ، وهي أقرب نقطة بين الأرض والشمس حيث تتوازن قوى الجاذبية. تميل الأجسام في نقاط لاغرانج إلى البقاء على طول المسار بين الجسمين السماويين ، ولهذا السبب يقع تلسكوب جيمس ويب الفضائي (JWST) في L2 ، وهي نقطة لاغرانج على الجانب الآخر من الأرض.
في عمليات المحاكاة الحاسوبية ، أطلق الباحثون جسيمات الاختبار على طول مدار L1 ، بما في ذلك موقع الأرض والشمس والقمر وكواكب النظام الشمسي الأخرى ، وتتبعوا أماكن تبعثر الجسيمات. وجد المؤلفون أنه عند إطلاقه بدقة ، فإن الغبار سيتبع مسارًا بين الأرض والشمس ، مما يخلق الظل بشكل فعال ، على الأقل لفترة من الوقت. على عكس JWST التي يبلغ وزنها 13000 رطل ، تم تفجير الغبار بسهولة عن طريق الرياح الشمسية والإشعاع والجاذبية داخل النظام الشمسي. ستحتاج أي منصة L1 إلى إنشاء إمداد لا نهائي من مجموعات الغبار الجديدة للانفجار في المدار كل بضعة أيام بعد تبدد الرذاذ الأولي.
“كان من الصعب الحصول على الدرع في L1 لفترة كافية لإلقاء ظلال ذات معنى. لا ينبغي أن يكون هذا مفاجئًا ، لأن L1 هي نقطة توازن غير مستقرة. حتى أدنى انحراف في مدار حاجب الشمس يمكن أن يتسبب في انحرافه بسرعة عن مكانه ، لذلك يجب أن تكون عمليات المحاكاة لدينا دقيقة للغاية ، “قال خان.
في السيناريو الثاني ، أطلق المؤلفون الغبار القمري من سطح القمر باتجاه الشمس. ووجدوا أن الخصائص الكامنة في الغبار القمري كانت مناسبة للعمل بفعالية كدرع من الشمس. اختبرت عمليات المحاكاة كيفية انتشار الغبار القمري على طول مسارات مختلفة حتى عثروا على مسارات ممتازة تستهدف L1 والتي كانت بمثابة درع شمسي فعال. هذه النتائج هي أخبار مرحب بها ، لأن الطاقة اللازمة لإطلاق الغبار من القمر أقل بكثير مما تتطلبه الأرض. هذا مهم لأن كمية الغبار في الدرع الشمسي كبيرة ، ويمكن مقارنتها بإنتاج عملية تعدين كبيرة هنا على الأرض. علاوة على ذلك ، فإن اكتشاف مسارات جديدة للحماية من الشمس يعني أن توصيل الغبار القمري إلى منصة منفصلة في L1 قد لا يكون ضروريًا.
مجرد طلقة قمرية؟
يؤكد المؤلفون أن هذه الدراسة تستكشف فقط التأثير المحتمل لهذه الاستراتيجية ، بدلاً من تقييم ما إذا كانت هذه السيناريوهات مجدية من الناحية اللوجستية.
“لسنا خبراء في تغير المناخ ، أو علم الصواريخ المطلوب لنقل الكتلة من مكان إلى آخر. نحن فقط نستكشف أنواعًا مختلفة من الغبار في مجموعة متنوعة من المدارات لنرى مدى فعالية هذا النهج. قال بروملي: “نحن لا نريد أن يفوتنا تغيير قواعد اللعبة لمثل هذه المشكلة الخطيرة”.
أحد أكبر التحديات اللوجستية – تجديد تيارات الغبار كل بضعة أيام – له أيضًا ميزة. في النهاية ، يوزع إشعاع الشمس جزيئات الغبار في جميع أنحاء النظام الشمسي ؛ درع الشمس مؤقت ولا تسقط جزيئات الدرع على الأرض. يؤكد المؤلفون أن نهجهم لن يخلق كوكبًا باردًا بشكل دائم وغير صالح للسكن ، كما هو الحال في قصة الخيال العلمي ، “Snowpiercer”.
قال بروملي: “يمكن أن تكون استراتيجيتنا خيارًا في معالجة تغير المناخ ، إذا كان ما نحتاجه هو مزيد من الوقت”.
