En règle générale, les structures telles que l' IKAROS illustrées ici sont considérées comme des voiles spatiales potentielles. Mais leur autre application, si vous les placez au bon endroit, peut bloquer une partie de la lumière du soleil, ce qui aidera à refroidir la Terre.Le changement climatique mondial est l'un des problèmes les plus urgents de l'humanité aujourd'hui. La science dit très clairement ce qui se passe: la Terre se réchauffe, la cause en est les gaz à effet de serre émis par l'activité humaine, et la concentration de ces gaz ne fait qu'augmenter avec le temps, sans cesse. Bien qu'il existe de nombreux appels à la réduction des émissions, à la collecte du carbone et au rejet des combustibles fossiles, peu a été fait efficacement. La terre continue de se réchauffer, le niveau des mers monte et le climat mondial change. Pouvons-nous adopter une approche différente et fermer partiellement la lumière provenant du soleil? Une telle question est posée par notre lecteur:
Pourquoi ne pas envisager de construire un écran solaire dans l'espace qui modifie la quantité de lumière (énergie) qui vient sur Terre? Tous ceux qui ont vécu une éclipse totale savent que la température diminue et que la lumière est tamisée. L'idée est de faire quelque chose entre nous et le Soleil pendant une année entière.
Il s'agit de l'une des options les plus ambitieuses, mais aussi les plus sensées, que nous pouvons envisager dans la lutte contre le changement climatique mondial.
D'une manière générale, il est bien connu qu'une augmentation de la concentration des gaz à effet de serre dans l'atmosphère est la cause du réchauffement climatique, qui, à son tour, modifie les conditions climatiques et météorologiques à bien des égards. Les conséquences de la plupart d'entre elles sont généralement considérées comme mauvaises pour la plupart des gens dans le monde, et il existe donc un mouvement mondial pour les combattre. Si vous ne choisissez pas la solution la plus populaire, au retour des gaz atmosphériques de la Terre à des niveaux pré-industriels, alors les seules options restantes pour l'humanité seront l'adaptation aux changements ou l'utilisation de solutions de
géo -
ingénierie .
Le projet SPICE explorera la faisabilité de l'une des techniques dites de géo-ingénierie: la stimulation de processus naturels qui libèrent de petites particules dans la stratosphère qui refléteront plusieurs pour cent du rayonnement solaire qui nous parvient, qui refroidira la Terre. Mais ici, des effets secondaires extrêmement indésirables peuvent apparaître.La dernière option, la géo-ingénierie, n'est pas sans risques. La plupart des décisions impliquent un nouveau changement dans la surface ou l'atmosphère de la Terre, avec des conséquences pour la plupart inconnues et imprévisibles. De toutes les options de géo-ingénierie, la moins risquée sera suggérée par notre lecteur: lancer quelque chose dans l'espace plus loin de la Terre pour bloquer une partie de la lumière solaire. Avec une diminution du rayonnement solaire, la température peut être contrôlée même si la concentration de gaz à effet de serre dans l'atmosphère continue d'augmenter. Si nous voulions annuler complètement l'impact de tout le réchauffement climatique qui s'est produit depuis le début de la révolution industrielle, nous devrions bloquer en permanence environ 2% de la lumière solaire.
Les éclipses solaires sont possibles sur Terre, elles se produisent lorsque la Lune est alignée dans le plan Terre-Soleil pendant la nouvelle lune. L'objet peut être plus petit ou plus éloigné, et ne pas projeter d'ombres sur notre planète, mais en même temps réduire la quantité de lumière solaire atteignant la Terre.Mais, au moins théoriquement, c'est plus facile à mettre en œuvre que vous ne le pensez. Entre la Terre et le Soleil, il y a un point gravitationnellement quasi stable, qui, en fait, sera toujours sur le chemin de la lumière solaire. Il est connu comme
le point de Lagrange L1, et est l'emplacement idéal pour le satellite, qui doit rester exactement entre la Terre et le Soleil. Lorsque la Terre se déplace en orbite autour du Soleil, un objet situé en L1 restera constamment entre la Terre et le Soleil, et ne s'écartera jamais de ce point tout au long de l'année. Son emplacement physique se situe dans l'espace interplanétaire, à environ 1 500 000 km plus près du Soleil que de la Terre.
Tracé de contour des potentiels efficaces du système Terre-Soleil. Les objets peuvent se trouver sur des orbites stables semblables à celles de la Lune autour de la Terre, ou sur des orbites quasi stables, suivant devant ou derrière la Terre. Le point L1 est idéal pour bloquer définitivement la lumière du soleil.À une telle distance, même un objet de la taille de la Terre ne projettera pas d'ombre sur notre planète, car le cône de son ombre se terminera bien avant qu'il n'atteigne notre monde. Mais une seule ombre, ou plusieurs petites ombres, en effet, bloquera suffisamment de lumière pour réduire la quantité de rayonnement atteignant la Terre. Pour atteindre un niveau de réduction suffisant pour résister au réchauffement climatique, c'est-à-dire pour réduire les rayonnements entrants de 2%, il faudra couvrir une superficie de 4,5 millions de mètres carrés. km au point L1. Cela équivaut à la taille d'un objet occupant la moitié de la surface de la lune. Mais, contrairement à la Lune, nous pouvons la diviser en autant de petits objets que nécessaire.
La figure montre des objets d'un diamètre de 60 cm au point L1. Ils sont transparents, mais ils brouillent la lumière transmise sous la forme d'un beignet, comme on peut le voir dans l'exemple des étoiles en arrière-plan. La lumière du soleil s'érode également et passe par la Terre. Cette méthode d'élimination de la lumière élimine l'influence de la pression de rayonnement, qui autrement aurait conduit à la dégradation de l'orbite L1.L'une des
propositions avancées par un astronome de l'Université d'Arizona Roger Angel, propose de lancer un groupe de petits engins spatiaux au point L1. Au lieu d'une structure énorme et lourde, ce sera un réseau de 16 billions d'objets, dont chacun est un cercle d'environ 30 cm de rayon. Un tel réseau est capable de bloquer suffisamment de rayonnement. Cela ne créera aucune ombre sur la Terre, mais réduira uniformément la quantité totale de lumière atteignant la surface de la planète, ce qui équivaudra à un grand nombre de taches sombres dispersées à la surface du Soleil.
Le principe d'une lentille spatiale. Sa fonction principale est d'atténuer le réchauffement climatique en réfractant la lumière afin qu'elle passe au-delà de la Terre. En fait, vous avez besoin d'un objectif plus petit et plus fin que celui illustré iciUne autre
proposition déjà avancée en 1989 par James Jarley, est de placer une très grande lentille dans l'espace. Vous pouvez créer un écran en verre qui fonctionne comme une lentille et diffuse une grande quantité de lumière loin de la Terre. Une énorme lentille cosmique, ou un ensemble de petites lentilles qui n'ont besoin que de quelques millimètres d'épaisseur pour réfracter la lumière, puis beaucoup de lumière qui pourraient entrer en collision avec la Terre seront déplacées dans l'espace interplanétaire. À L1, l'objectif (ou l'ensemble d'objectifs) devra couvrir environ un million de mètres carrés. km. pour réduire l'énergie solaire atteignant la Terre de 2%.
En principe, cela semble simple, et potentiellement, c'est une solution au problème du réchauffement climatique avec un faible risque et un grand avantage. Mais il y a deux problèmes avec lui.
Le tout premier lancement du Falcon Heavy le 6 février 2018 a été un succès. La fusée a atteint une orbite basse, a livré avec succès la cargaison et les moteurs principaux sont retournés au cap Kennedy, où ils ont atterri avec succès. La promesse d'une fusée réutilisable est devenue une réalité et elle peut réduire le coût de lancement des marchandises à 2 000 $ le kilogramme.1) Coût de lancement. Le programme spatial de l'humanité est capable d'envoyer un objet au point L1. Nous l'avons fait plusieurs fois - presque toutes les missions avec des satellites observant le Soleil s'y rendent. Mais le coût du lancement de vaisseaux spatiaux même très minces et légers sera irréaliste. Si nous prenons la proposition d'Angel pour des films minces transparents, et chaque film ne fera que 1/200 mm d'épaisseur et pèsera un gramme, leur masse totale sera de 20 millions de tonnes. Même si le coût du lancement de technologies de nouvelle génération, comme Falcon Heavy,
peut chuter à 2 000 $ le kg (dix fois moins qu'aujourd'hui), nous obtenons toujours des centaines de milliards de dollars. Et nous n'avons pas encore atteint le deuxième problème.
La NASA a conçu un satellite à énergie solaire dans les années 1970. Si plusieurs satellites sont placés à L1 pour collecter l'énergie solaire, ils peuvent non seulement bloquer une partie de la lumière solaire, mais également fournir de l'énergie utile à d'autres fins. Mais le point L1 est instable.2) Stabilité orbitale. Le point L1 n'est que quasi-stable, c'est-à-dire que tout ce que nous y lancons doit être soutenu par des moteurs sur l'orbite souhaitée, ou il finira par flotter et cessera de bloquer la lumière du soleil. Et cela se fera trop rapidement selon nos standards: sur des durées allant de plusieurs années à plusieurs décennies, selon le succès du lancement initial en orbite. Et cela signifie que pour bloquer la lumière, nous avons besoin de dépenses de dizaines de milliards de dollars par an uniquement pour soutenir les lancements: et cela est comparable au budget annuel de la NASA. Et ce n'est que si le coût des lancements est réduit de 10 fois à partir d'aujourd'hui.
Tout comme une ombre sur Terre peut abaisser la température en réduisant la quantité de lumière solaire entrante, plusieurs dispositifs de blocage de la lumière dans l'espace peuvent réduire la quantité de lumière atteignant la Terre.Un grand avantage du blocage de la lumière à distance est qu'il n'y a aucun risque d'effets négatifs à long terme sur Terre associés aux décisions de géo-ingénierie. D'autres idées, telles qu'un changement à grande échelle dans l'atmosphère, de nombreux satellites en orbite basse autour de la Terre, l'injection de nuages formant des substances ou réfléchissant des particules dans le ciel ou l'océan, pourraient potentiellement avoir des conséquences imprévisibles catastrophiques. Mais les plus grands obstacles aujourd'hui sont les problèmes de coûts et la stabilité à long terme.
La concentration de dioxyde de carbone dans l'atmosphère terrestre peut être déterminée à la fois à partir de mesures de carottes de glace et à travers des stations de suivi atmosphérique. L'augmentation de la quantité de CO 2 dans l'atmosphère depuis le milieu du XVIIIe siècle est frappante et continue de se poursuivre, sans s'affaiblir.Pendant ce temps, la planète continue de se réchauffer, les niveaux de CO
2 continuent d'augmenter et aucune stratégie efficace pour changer la situation n'existe. Les idées de tels écrans, qui sont généralement appelées "
auvents spatiaux ", peuvent être notre meilleure option. Et bien que son coût soit impossible à élevé, à long terme, il peut devenir l'option la moins chère que nous voulons mettre en œuvre. Mais des années, des décennies, des siècles et des millénaires passent, et nos descendants devront faire face aux conséquences de nos actions ou de notre inaction au cours des prochaines générations.