ईथन से पूछें: क्या हम जलवायु परिवर्तन से लड़ने के लिए एक सौर स्क्रीन बना सकते हैं?

आमतौर पर, यहां दिखाए गए IKAROS जैसी संरचनाओं को संभावित अंतरिक्ष पाल माना जाता है। लेकिन उनका अन्य अनुप्रयोग, यदि आप उन्हें सही बिंदु पर रखते हैं, तो सूर्य के प्रकाश का हिस्सा अवरुद्ध हो सकता है, जो पृथ्वी को ठंडा करने में मदद करेगा।

वैश्विक जलवायु परिवर्तन आज मानव जाति की सबसे प्रमुख समस्याओं में से एक है। विज्ञान अत्यंत स्पष्ट रूप से कहता है कि क्या हो रहा है: पृथ्वी गर्म हो रही है, इसका कारण मानव गतिविधि के परिणामस्वरूप उत्सर्जित होने वाली ग्रीनहाउस गैसें हैं, और इन गैसों की एकाग्रता केवल समय के साथ बढ़ती रहती है, बिना रुके। यद्यपि उत्सर्जन को कम करने, कार्बन एकत्र करने, और जीवाश्म ईंधन को अस्वीकार करने के लिए कई कॉल हैं, बहुत कम कुशलता से किया गया है। पृथ्वी गर्म होना जारी है, समुद्र का स्तर बढ़ रहा है, और वैश्विक जलवायु बदल रही है। क्या हम एक अलग दृष्टिकोण ले सकते हैं और सूर्य से आने वाले प्रकाश को आंशिक रूप से बंद कर सकते हैं? ऐसा प्रश्न हमारे पाठक द्वारा पूछा जाता है:

हम अंतरिक्ष में एक सौर स्क्रीन बनाने पर विचार क्यों नहीं करते हैं जो पृथ्वी पर आने वाले प्रकाश (ऊर्जा) की मात्रा को बदलता है? कुल ग्रहण का अनुभव करने वाले सभी जानते हैं कि तापमान कम हो रहा है और प्रकाश मंद हो गया है। यह विचार हमारे और सूर्य के बीच पूरे एक वर्ष के लिए कुछ करने का है।

यह सबसे महत्वाकांक्षी, लेकिन सबसे समझदार, विकल्पों में से एक है, जिसे हम वैश्विक जलवायु परिवर्तन के खिलाफ लड़ाई में विचार कर सकते हैं।



सामान्य तौर पर, यह सर्वविदित है कि वातावरण में ग्रीन हाउस गैसों की सांद्रता में वृद्धि ग्लोबल वार्मिंग का कारण है, जो बदले में, जलवायु और मौसम के पैटर्न को कई पहलुओं में बदल रही है। उनमें से अधिकांश के परिणामों को आमतौर पर दुनिया के अधिकांश लोगों के लिए बुरा माना जाता है, और इसलिए उनका मुकाबला करने के लिए एक वैश्विक आंदोलन है। यदि आप पृथ्वी के वायुमंडलीय गैसों की पूर्व-औद्योगिक स्तरों पर वापसी के लिए सबसे लोकप्रिय समाधान नहीं चुनते हैं, तो मानव जाति के लिए एकमात्र शेष विकल्प परिवर्तन या जियोइंजीनियरिंग समाधान के उपयोग के लिए अनुकूलन होगा।


स्पाइस परियोजना तथाकथित जियोइंजीनियरिंग तकनीकों में से एक की व्यवहार्यता की जांच करेगी: प्राकृतिक प्रक्रियाओं की उत्तेजना जो कि समताप मंडल में छोटे कणों को छोड़ती हैं जो हमारे पास आने वाले सौर विकिरण के कई प्रतिशत को प्रतिबिंबित करेंगे, जो पृथ्वी को ठंडा करेगा। लेकिन यहां बेहद अवांछनीय दुष्प्रभाव दिखाई दे सकते हैं।

अंतिम विकल्प, जियोइंजीनियरिंग बिना जोखिम के नहीं है। अधिकांश निर्णयों में पृथ्वी की सतह या वायुमंडल में एक और परिवर्तन शामिल है, जिसमें ज्यादातर अज्ञात और अप्रत्याशित परिणाम हैं। सभी जियोइंजीनियरिंग विकल्पों में से, हमारे पाठक द्वारा सबसे कम जोखिम भरा सुझाव दिया जाएगा: सूर्य के प्रकाश का हिस्सा ब्लॉक करने के लिए पृथ्वी से अंतरिक्ष में कुछ लॉन्च करना। सौर विकिरण में कमी के साथ, तापमान को नियंत्रित किया जा सकता है भले ही वातावरण में ग्रीनहाउस गैस की एकाग्रता में वृद्धि जारी हो। यदि हम औद्योगिक क्रांति की शुरुआत के बाद से होने वाले सभी ग्लोबल वार्मिंग के प्रभाव को पूरी तरह से समाप्त करना चाहते हैं, तो हमें लगभग 2% सूर्य के प्रकाश को स्थायी रूप से रोकना होगा।


सौर ग्रहण पृथ्वी पर संभव है, वे तब होते हैं जब चंद्रमा नए चंद्रमा के दौरान पृथ्वी-सूर्य विमान में संरेखित होता है। ऑब्जेक्ट छोटा या आगे दूर हो सकता है, और हमारे ग्रह पर छाया नहीं डाल सकता है, लेकिन साथ ही पृथ्वी पर सूरज की रोशनी की मात्रा को कम करता है।

लेकिन, कम से कम सैद्धांतिक रूप से, इसे लागू करना आसान है जितना आप सोच सकते हैं। पृथ्वी और सूर्य के बीच एक गुरुत्वाकर्षण-अर्ध-स्थिर बिंदु है, जो वास्तव में, हमेशा सूर्य के प्रकाश के मार्ग में रहेगा। इसे लैग्रेंज बिंदु L1 के रूप में जाना जाता है, और यह उपग्रह के लिए आदर्श स्थान है, जो पृथ्वी और सूर्य के बीच बिल्कुल बना रहना चाहिए। जब पृथ्वी सूर्य के चारों ओर परिक्रमा करती है, तो L1 में स्थित एक वस्तु लगातार पृथ्वी और सूर्य के बीच बनी रहेगी, और पूरे वर्ष कभी भी इस बिंदु से विचलित नहीं होगी। इसका भौतिक स्थान पृथ्वी के मुकाबले सूर्य के करीब 1,500,000 किमी की दूरी पर है।


पृथ्वी-सूर्य प्रणाली की प्रभावी संभावनाओं के समोच्च भूखंड। वस्तुएं पृथ्वी के चारों ओर स्थिर चंद्रमा जैसी कक्षाओं में या पृथ्वी के सामने या पीछे, अर्ध-स्थिर कक्षाओं में हो सकती हैं। प्वाइंट एल 1 स्थायी रूप से अवरुद्ध सूर्य के प्रकाश के लिए आदर्श है।

इतनी दूरी पर, यहां तक ​​कि पृथ्वी के आकार की एक वस्तु भी हमारे ग्रह पर छाया नहीं डालेगी, क्योंकि उसकी छाया का शंकु हमारी दुनिया में पहुंचने से बहुत पहले ही खत्म हो जाएगा। लेकिन एक भी छाया, या कई छोटे छाया, प्रभाव में, पृथ्वी तक पहुंचने वाले विकिरण की मात्रा को कम करने के लिए पर्याप्त प्रकाश को अवरुद्ध करेंगे। ग्लोबल वार्मिंग का सामना करने के लिए पर्याप्त कमी स्तर को प्राप्त करने के लिए, अर्थात आने वाले विकिरण को 2% तक कम करने के लिए, 4.5 मिलियन वर्ग मीटर के क्षेत्र को कवर करना आवश्यक होगा। किमी। बिंदु L1 पर। यह किसी वस्तु के आकार के बराबर है जो चंद्रमा के आधे सतह क्षेत्र पर कब्जा करती है। लेकिन, चंद्रमा के विपरीत, हम इसे कई छोटी वस्तुओं में विभाजित कर सकते हैं।


आंकड़ा बिंदु L1 पर 60 सेमी के व्यास के साथ वस्तुओं को दिखाता है। वे पारदर्शी हैं, लेकिन वे डोनट के रूप में संचरित प्रकाश को धुंधला करते हैं, जैसा कि पृष्ठभूमि में सितारों के उदाहरण में देखा जा सकता है। सूर्य का प्रकाश भी पृथ्वी से मिटता और गुजरता है। प्रकाश को नष्ट करने की यह विधि विकिरण दबाव के प्रभाव को समाप्त करती है, जो अन्यथा कक्षा L1 के क्षरण का कारण होती।

एरिज़ोना रोजर एन्जिल विश्वविद्यालय के एक खगोल विज्ञानी द्वारा सामने रखे गए प्रस्तावों में से एक, बिंदु 1 पर छोटे अंतरिक्ष यान के एक समूह को लॉन्च करने की पेशकश करता है। एक विशाल और भारी संरचना के बजाय, यह 16 ट्रिलियन वस्तुओं की एक सरणी होगी, जिनमें से प्रत्येक लगभग 30 सेमी त्रिज्या का एक चक्र है। इस तरह की एक सरणी पर्याप्त विकिरण को अवरुद्ध करने में सक्षम है। यह पृथ्वी पर कोई छाया नहीं बनाएगा, लेकिन यह ग्रह की सतह तक पहुंचने वाले प्रकाश की कुल मात्रा को समान रूप से कम कर देगा, जो कि सूर्य की सतह पर बिखरे हुए काले धब्बों की एक बड़ी संख्या के बराबर होगा।


स्पेस लेंस का सिद्धांत। इसका मुख्य कार्य प्रकाश को अपवर्तित करके ग्लोबल वार्मिंग को कम करना है ताकि यह पृथ्वी से अतीत में चला जाए। वास्तव में, आपको यहां दिखाए गए की तुलना में एक लेंस छोटा और पतला होना चाहिए

जेम्स जारली द्वारा 1989 में पहले से ही रखा गया एक और प्रस्ताव , अंतरिक्ष में एक बहुत बड़ा लेंस लगाने के लिए है। आप एक ग्लास शील्ड बना सकते हैं जो लेंस की तरह काम करता है और पृथ्वी से बड़ी मात्रा में प्रकाश को बिखेरता है। एक विशाल ब्रह्मांडीय लेंस, या छोटे लेंस का एक सेट जो प्रकाश को अपवर्तित करने के लिए केवल कुछ मिलीमीटर मोटा होना चाहिए, और फिर काफी प्रकाश जो पृथ्वी से टकरा सकता है, को इंटरप्लेनेटरी स्पेस में ले जाया जाएगा। L1 में, लेंस (या लेंस के सेट) को लगभग एक लाख वर्ग मीटर की दूरी तय करनी होगी। किमी। पृथ्वी तक पहुंचने वाली सौर ऊर्जा को 2% तक कम करना।

सिद्धांत रूप में, यह सरल लगता है, और संभावित रूप से, यह कम जोखिम और महान लाभ के साथ ग्लोबल वार्मिंग की समस्या का समाधान है। लेकिन उसके साथ दो समस्याएं हैं।


6 फरवरी, 2018 को फाल्कन हेवी का पहला लॉन्च सफल रहा। रॉकेट कम कक्षा में पहुंच गया, सफलतापूर्वक कार्गो पहुंचा, और मुख्य इंजन केप केनेडी में लौट आए, जहां वे सफलतापूर्वक उतरे। एक पुन: प्रयोज्य रॉकेट का वादा एक वास्तविकता बन गया है, और यह वस्तुओं को लॉन्च करने की लागत को $ 2,000 प्रति किलोग्राम तक कम कर सकता है।

1) लॉन्च लागत। मानव जाति का अंतरिक्ष कार्यक्रम एल 1 बिंदु पर एक वस्तु भेजने में सक्षम है। हमने ऐसा कई बार किया है - लगभग सभी मिशन जो सूर्य के अवलोकन के उपग्रहों के साथ वहां जाते हैं। लेकिन बहुत पतले और हल्के अंतरिक्ष यान लॉन्च करने की लागत अवास्तविक होगी। यदि हम पारदर्शी पतली फिल्मों के लिए एंजेल के प्रस्ताव को लेते हैं, और प्रत्येक फिल्म केवल 1/200 मिमी मोटी होगी और एक ग्राम का वजन होगा, तो उनका कुल द्रव्यमान 20 मिलियन टन होगा। भले ही अगली पीढ़ी की तकनीकों, जैसे फाल्कन हेवी, को लॉन्च करने की लागत $ 2,000 प्रति किलोग्राम (अब से दस गुना कम) हो सकती है, फिर भी हमें सैकड़ों अरबों डॉलर मिलते हैं। और हम अभी तक दूसरी समस्या तक नहीं पहुंचे हैं।


नासा ने 1970 के दशक में एक सौर ऊर्जा उपग्रह की कल्पना की। यदि सौर ऊर्जा एकत्र करने के लिए कई उपग्रहों को L1 पर रखा जाता है, तो वे न केवल सूर्य के प्रकाश का हिस्सा अवरुद्ध कर सकते हैं, बल्कि अन्य उद्देश्यों के लिए उपयोगी ऊर्जा भी प्रदान कर सकते हैं। लेकिन बिंदु L1 अस्थिर है।

2) कक्षीय स्थिरता। प्वाइंट एल 1 केवल अर्ध-स्थिर है, अर्थात, जो भी हम वहां लॉन्च करते हैं वह सब कुछ वांछित कक्षा में इंजनों द्वारा समर्थित होना चाहिए, या यह अंततः बाहर निकलेगा और अवरुद्ध सूर्य के प्रकाश को रोक देगा। और यह हमारे मानकों से बहुत जल्दी होगा: कक्षा में प्रारंभिक लॉन्च की सफलता के आधार पर कई वर्षों से कई दशकों तक समय अवधि। और इसका मतलब यह है कि प्रकाश को अवरुद्ध करने के लिए, हमें केवल लॉन्च करने के लिए प्रति वर्ष अरबों डॉलर के खर्चों की आवश्यकता है: और यह नासा के वार्षिक बजट के बराबर है। और यह केवल तभी है जब लॉन्च की लागत आज से 10 गुना कम हो जाती है।


जिस प्रकार पृथ्वी पर छाया आने वाली धूप की मात्रा को कम करके तापमान को कम कर सकती है, उसी प्रकार अंतरिक्ष में कई प्रकाश-अवरोधक उपकरण पृथ्वी तक पहुँचने वाले प्रकाश की मात्रा को कम कर सकते हैं

रिमोट लाइट ब्लॉकिंग का एक बड़ा फायदा यह है कि भू-इंजीनियरिंग निर्णयों से जुड़ी पृथ्वी पर दीर्घकालिक नकारात्मक प्रभावों का कोई जोखिम नहीं है। अन्य विचार, जैसे कि वायुमंडल में एक बड़े पैमाने पर परिवर्तन, पृथ्वी के चारों ओर कम कक्षा में कई उपग्रह, बादलों के इंजेक्शन बनाने वाले पदार्थ या आकाश या महासागर में कणों को दर्शाते हैं, संभवतः संभावित विनाशकारी अप्रत्याशित परिणाम हो सकते हैं। लेकिन आज सबसे बड़ी बाधा लागत के मुद्दे और दीर्घकालिक स्थिरता हैं।


पृथ्वी के वायुमंडल में कार्बन डाइऑक्साइड की सांद्रता दोनों को बर्फ के कोर के मापन से और वायुमंडलीय ट्रैकिंग स्टेशनों के माध्यम से निर्धारित किया जा सकता है। 18 वीं शताब्दी के मध्य से वायुमंडल में सीओ ₂ की मात्रा में वृद्धि हड़ताली है, और कमजोर नहीं, जारी है।

इस बीच, ग्रह गर्म होना जारी है, सीओ _{2 का} स्तर बढ़ना जारी है, और स्थिति को बदलने के लिए कोई प्रभावी रणनीति मौजूद नहीं है। ऐसी स्क्रीन के विचार, जिन्हें आमतौर पर " स्पेस शामियाना " कहा जाता है, हमारा सबसे अच्छा विकल्प हो सकता है। और यद्यपि इसकी लागत अधिक होना असंभव है, लंबे समय में यह सबसे सस्ता विकल्प बन सकता है जिसे हम लागू करना चाहते हैं। लेकिन वर्षों, दशकों, शताब्दियों और सहस्राब्दियों तक, और हमारे वंशजों को अगली पीढ़ियों पर हमारे कार्यों या निष्क्रियता के परिणामों से निपटना होगा।