Pregúntele a Ethan: ¿Podemos hacer una pantalla solar para combatir el cambio climático?

Por lo general, las estructuras como el IKAROS que se muestra aquí se consideran velas espaciales potenciales. Pero su otra aplicación, si los coloca en el punto correcto, puede bloquear parte de la luz solar, lo que ayudará a enfriar la Tierra.

El cambio climático global es uno de los problemas más acuciantes de la humanidad actual. La ciencia dice muy claramente lo que está sucediendo: la Tierra se está calentando, la causa son los gases de efecto invernadero emitidos como resultado de la actividad humana, y la concentración de estos gases solo continúa creciendo con el tiempo, sin cesar. Aunque hay muchos llamados para reducir las emisiones, recolectar carbono y rechazar los combustibles fósiles, poco se ha hecho de manera eficiente. La tierra continúa calentándose, el nivel del mar sube y el clima global está cambiando. ¿Podemos adoptar un enfoque diferente y cerrar parcialmente la luz proveniente del sol? Tal pregunta es hecha por nuestro lector:

¿Por qué no consideramos construir una pantalla solar en el espacio que cambie la cantidad de luz (energía) que llega a la Tierra? Todos los que han experimentado un eclipse total saben que la temperatura está disminuyendo y la luz está atenuada. La idea es hacer algo entre nosotros y el Sol durante todo un año.

Esta es una de las opciones más ambiciosas, pero también más sensatas, que podemos considerar en la lucha contra el cambio climático global.



En general, es bien sabido que un aumento en la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera es la causa del calentamiento global, que, a su vez, está cambiando el clima y los patrones climáticos en muchos aspectos. Las consecuencias de la mayoría de ellas generalmente se consideran malas para la mayoría de las personas en el mundo y, por lo tanto, existe un movimiento global para combatirlas. Si no elige la solución más popular, en el retorno de los gases atmosféricos de la Tierra a niveles preindustriales, entonces las únicas opciones restantes para la humanidad serán la adaptación a los cambios o el uso de soluciones de geoingeniería .


El proyecto SPICE investigará la viabilidad de una de las llamadas técnicas de geoingeniería: la estimulación de procesos naturales que liberan pequeñas partículas en la estratosfera que reflejarán varios por ciento de la radiación solar que nos llega, lo que enfriará la Tierra. Pero aquí pueden aparecer efectos secundarios extremadamente indeseables.

La última opción, la geoingeniería, no está exenta de riesgos. La mayoría de las decisiones implican un cambio adicional en la superficie o la atmósfera de la Tierra, con consecuencias en su mayoría desconocidas e impredecibles. De todas las opciones de geoingeniería, nuestro lector sugerirá las menos riesgosas: lanzar algo al espacio más lejos de la Tierra para bloquear parte de la luz solar. Con una disminución de la radiación solar, la temperatura puede controlarse incluso si la concentración de gases de efecto invernadero en la atmósfera continúa aumentando. Si quisiéramos anular por completo el impacto de todo el calentamiento global que ha ocurrido desde el comienzo de la revolución industrial, tendríamos que bloquear permanentemente aproximadamente el 2% de la luz solar.


Los eclipses solares son posibles en la Tierra, ocurren cuando la Luna está alineada en el plano Tierra-Sol durante la luna nueva. El objeto puede ser más pequeño o más alejado, y no proyectar sombras en nuestro planeta, pero al mismo tiempo reducir la cantidad de luz solar que llega a la Tierra.

Pero, al menos en teoría, esto es más fácil de implementar de lo que piensas. Entre la Tierra y el Sol hay un punto gravitacionalmente casi estable, que, de hecho, siempre estará en el camino de la luz solar. Es conocido como el punto L1 de Lagrange , y es la ubicación ideal para el satélite, que debe permanecer exactamente entre la Tierra y el Sol. Cuando la Tierra se mueve en órbita alrededor del Sol, un objeto ubicado en L1 permanecerá constantemente entre la Tierra y el Sol, y nunca se desviará de este punto durante todo el año. Su ubicación física es en el espacio interplanetario, a unos 1,500,000 km más cerca del Sol que de la Tierra.


Gráfico de contorno de los potenciales efectivos del sistema Tierra-Sol. Los objetos pueden estar en órbitas estables similares a la luna alrededor de la Tierra, o en órbitas cuasi estables, siguiendo delante o detrás de la Tierra. El punto L1 es ideal para bloquear permanentemente la luz solar.

A esa distancia, incluso un objeto del tamaño de la Tierra no proyectará una sombra sobre nuestro planeta, porque el cono de su sombra terminará mucho antes de que llegue a nuestro mundo. Pero una sola sombra, o varias sombras pequeñas, en efecto, bloquearán suficiente luz para reducir la cantidad de radiación que llega a la Tierra. Para lograr un nivel de reducción suficiente para resistir el calentamiento global, es decir, para reducir la radiación entrante en un 2%, será necesario cubrir un área de 4.5 millones de metros cuadrados. km en el punto L1. Esto es equivalente al tamaño de un objeto que ocupa la mitad del área de la superficie de la luna. Pero, a diferencia de la Luna, podemos dividirla en tantos objetos pequeños como sea necesario.


La figura muestra objetos con un diámetro de 60 cm en el punto L1. Son transparentes, pero difuminan la luz transmitida en forma de rosquilla, como se puede ver en el ejemplo de las estrellas en el fondo. La luz del sol también se erosiona y pasa por la Tierra. Este método de eliminar la luz elimina la influencia de la presión de radiación, que de otro modo habría llevado a la degradación de la órbita L1.

Una de las propuestas presentadas por un astrónomo de la Universidad de Arizona, Roger Angel, ofrece lanzar un grupo de pequeñas naves espaciales en el punto L1. En lugar de una estructura enorme y pesada, será una matriz de 16 billones de objetos, cada uno de los cuales es un círculo de aproximadamente 30 cm de radio. Tal conjunto es capaz de bloquear suficiente radiación. No creará ninguna sombra en la Tierra, pero reducirá de manera uniforme la cantidad total de luz que llega a la superficie del planeta, lo que será equivalente a una gran cantidad de puntos oscuros dispersos en la superficie del Sol.


El principio de una lente espacial. Su función principal es mitigar el calentamiento global refractando la luz para que pase la Tierra. De hecho, necesita una lente más pequeña y delgada que la que se muestra aquí

Otra propuesta presentada ya en 1989 por James Jarley, es colocar una lente muy grande en el espacio. Puedes hacer un escudo de vidrio que funcione como una lente y dispersa una gran cantidad de luz lejos de la Tierra. Una gran lente cósmica, o un conjunto de lentes pequeñas que necesitan tener solo unos pocos milímetros de grosor para refractar la luz, y luego una gran cantidad de luz que podría chocar con la Tierra se moverá al espacio interplanetario. En L1, la lente (o conjunto de lentes) necesitará cubrir aproximadamente un millón de metros cuadrados. km. para reducir la energía solar que llega a la Tierra en un 2%.

En principio, suena simple y, potencialmente, es una solución al problema del calentamiento global con bajo riesgo y gran beneficio. Pero hay dos problemas con él.


El primer lanzamiento del Falcon Heavy el 6 de febrero de 2018 fue un éxito. El cohete alcanzó una órbita baja, entregó con éxito la carga y los motores principales regresaron a Cape Kennedy, donde aterrizaron con éxito. La promesa de un cohete reutilizable se ha convertido en una realidad y puede reducir el costo de lanzar productos a $ 2,000 por kilogramo.

1) Costo de lanzamiento. El programa espacial de la humanidad puede enviar un objeto al punto L1. Lo hemos hecho muchas veces: casi todas las misiones con satélites que observan el Sol van allí. Pero el costo de lanzar incluso naves espaciales muy delgadas y livianas no será realista. Si tomamos la propuesta de Angel de películas delgadas transparentes, y cada película tendrá solo 1/200 mm de espesor y pesará un gramo, su masa total será de 20 millones de toneladas. Incluso si el costo de lanzar tecnologías de próxima generación, como Falcon Heavy, puede caer a $ 2,000 por kg (diez veces menos que ahora), todavía obtenemos cientos de miles de millones de dólares. Y aún no hemos llegado al segundo problema.


La NASA concibió un satélite de energía solar en la década de 1970. Si se colocan varios satélites en L1 para recolectar energía solar, no solo pueden bloquear parte de la luz solar, sino que también proporcionan energía útil para otros fines. Pero el punto L1 es inestable.

2) Estabilidad orbital. El punto L1 solo es casi estable, es decir, o todo lo que lanzamos allí debe estar respaldado por motores en la órbita deseada, o eventualmente flotará y dejará de bloquear la luz solar. Y esto sucederá demasiado rápido según nuestros estándares: durante períodos de tiempo de varios años a varias décadas, dependiendo del éxito del lanzamiento inicial en órbita. Y esto significa que para bloquear la luz, necesitamos gastos de decenas de miles de millones de dólares por año solo para apoyar los lanzamientos: y esto es comparable al presupuesto anual de la NASA. Y esto es solo si el costo de los lanzamientos se reduce en 10 veces a partir de hoy.


Así como una sombra en la Tierra puede reducir la temperatura al reducir la cantidad de luz solar entrante, varios dispositivos de bloqueo de luz en el espacio pueden reducir la cantidad de luz que llega a la Tierra

Una gran ventaja del bloqueo remoto de la luz es que no hay riesgo de efectos negativos a largo plazo en la Tierra asociados con las decisiones de geoingeniería. Otras ideas, como un cambio a gran escala en la atmósfera, muchos satélites en órbita baja alrededor de la Tierra, la inyección de nubes que forman sustancias o reflejan partículas en el cielo o el océano, podrían tener consecuencias catastróficas e impredecibles. Pero los mayores obstáculos hoy son los problemas de costos y la estabilidad a largo plazo.


La concentración de dióxido de carbono en la atmósfera de la Tierra puede determinarse a partir de mediciones de núcleos de hielo y a través de estaciones de seguimiento atmosférico. El aumento en la cantidad de CO ₂ en la atmósfera desde mediados del siglo XVIII es sorprendente y continúa disminuyendo, no debilitándose.

Mientras tanto, el planeta continúa calentándose, los niveles de CO ₂ continúan aumentando y no existen estrategias efectivas para cambiar la situación. Las ideas de tales pantallas, que generalmente se llaman " toldos espaciales ", pueden ser nuestra mejor opción. Y aunque su costo es imposible de elevar, a la larga puede convertirse en la opción más barata que queremos implementar. Pero pasan años, décadas, siglos y milenios, y nuestros descendientes tendrán que lidiar con las consecuencias de nuestras acciones o inacción en las próximas generaciones.