“چتر خورشید” راهکار جدید کاهش گرمای هوا و فرابنفش

به گزارش خبرنگار اجتماعی خبرگزاری برگزیده های ایران، سرعت هشداردهنده گرم شدن هوا در سیاره زمین یک نگرانی جهانی است و دانشمندان در سراسر جهان را بر آن داشته تا استراتژی‌های نوآورانه‌ای برای مهار اثرات تهدیدآمیز تغییرات آب و هوایی ابداع کنند؛ یکی از این ایده‌ها که توسط مؤسسه اخترشناسی هاوایی در آمریکا مطرح شده، “چتر خورشید” است.

ایستوان ساپودی؛ اخترشناس مشهور مستقر در مؤسسه نجوم دانشگاه هاوایی، رویکرد منحصر به فردی به نام چتر یا سپر خورشیدی را پیشنهاد کرده است که میزان نور خورشید را که به زمین می‌رسد، کاهش می‌دهد.

پیشنهاد بلندپروازانه این دانشمند شروع فوری مطالعات مهندسی را برای ایجاد یک طرح عملی که به طور بالقوه می‌تواند در عرض چند دهه با تغییرات آب و هوایی مقابله کند، تشویق می‌کند.

وی در این‌باره گفت: در هاوایی، بسیاری از افراد از چتر برای محافظت از خود در برابر نور خورشید هنگام راه رفتن در طول روز استفاده می کنند. این به من الهام داد و متعجب شدم که آیا ما می‌توانیم همین کار را برای زمین انجام دهیم و در نتیجه فاجعه قریب الوقوع تغییرات آب و هوایی را کاهش دهیم؟

مقاله تحقیقاتی ساپودی به نام «مدیریت تابش خورشیدی با سپر خورشیدی متصل» که در مجله علمی بسیار معتبر Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده نشان می‌دهد که چتر خورشید چگونه کار می کند. این نظریه در اصل، یکی از ساده‌ترین روش‌ها برای کاهش دمای زمین، سایه انداختن جزئی از سیاره ما در مقابل پرتوهای خورشید است.

یکی از چالش‌های اجرای کردن این نظریه وزن خالص مورد نیاز برای ایجاد یک سپر  بزرگ است به طوری که در متعادل کردن نیروهای گرانشی زمین ، مشکلی ایجاد نشود.

در پاسخ به این چالش، ساپودی راه حلی پیشگامانه متشکل از دو ایده جدید ارائه کرده است؛ نخست، نصب یک وزنه تعادل به عنوان جایگزینی برای یک سپر عظیم است که باعث می‌شود وزن کل بیش از صد برابر کاهش یابد. دوم، استفاده از یک سیارک به عنوان وزنه تعادل برای جلوگیری از فرآیند پرهزینه و پر انرژی پرتاب بیشتر جرم از زمین است.

ساپودی پروژه چتر خورشید را با هدف کاهش تابش خورشیدی تنها به میزان ۱.۷ درصد آغاز کرد و معتقد است که این رقم برای جلوگیری از افزایش فاجعه بار دمای جهانی کافی است.

یافته‌های ساپودی نشان می‌دهد که قرار دادن یک وزنه تعادل به سمت خورشید می‌تواند وزن سپر و وزنه تعادل را تا حدود ۳.۵ میلیون تن کاهش دهد. این تخمین تقریباً صد برابر سبک‌تر از وزن پیش‌بینی‌شده برای یک سپر بدون وزنه تعادل است.

ساپودی خاطرنشان می‌کند که تنها ۱ درصد از این وزن معادل تقریباً ۳۵۰۰۰ تن خود سپر خواهد بود و اگر از مواد پیشرفته و سبک‌تر استفاده کنیم، می‌توانیم جرم سپر را بیشتر کاهش دهیم. ۹۹ درصد باقی مانده از کل جرم نیز می‌تواند سیارک‌ها یا غبار ماه باشد که به عنوان وزنه تعادل عمل می‌کنند.

به گفته ساپودی، ساخت و استقرار این سازه متصل سریع‌تر و کم‌هزینه‌تر از سایر طرح‌های سپر است.

چالش‌ دیگر پروژه چتر خورشید موضوع پرتاب آن به مدارهای زمین است، درحالی که بزرگترین موشک‌های موجود امروزی تنها می‌توانند حدود ۵۰ تن را به مدار پایین زمین برسانند. این چالش بزرگی در مسیر موفقیت پروژه چتر خورشید محسوب می‌شود.

زمینه تاریخی و توسعه سپرهای خورشیدی

ایده سپرهای خورشیدی از حوزه مهندسی زمین نشأت می‌گیرد که مداخلات بزرگ مقیاس در سیستم های طبیعی زمین را برای مقابله با تغییرات آب و هوایی بررسی می‌کند.

دانشمندان این مفهوم را از مشاهدات خود از فوران های آتشفشانی که مقادیر زیادی دی اکسید گوگرد را به داخل استراتوسفر خارج می‌کند، به دست آوردند؛ فوران‌های بزرگ یک مه نازک ایجاد می‌کند که نور خورشید را منعکس کرده و می‌تواند باعث کاهش دمای جهانی شود.

با افزایش نگرانی‌های مربوط به گرم شدن کره زمین در قرن بیست و یکم، دانشمندان رسماً سپرهای خورشیدی را به عنوان روشی برای کاهش تغییرات آب و هوایی پیشنهاد کردند. آنها  شروع به بررسی تکنیک‌های مختلف از جمله توسعه سپرهای خورشیدی کردند.

طرح‌های مختلفی از سپرهای خورشیدی پیشنهاد شده است؛ یک مفهوم شامل استقرار تعداد زیادی فضاپیمای کوچک یا «سفینه فضایی سایه‌بان» برای تشکیل ابری است که بخش کوچکی از نور خورشید را مسدود می‌کند.

پیشنهاد دیگر یک آینه مداری عظیم یا مجموعه ای از آینه‌ها است که حدفاصل زمین و خورشید و در نقطه‌ای است که در آن نیروهای گرانشی زمین و خورشید حرکت مداری ماهواره را متعادل می کنند.

مواد پیشنهادی برای سپرهای خورشیدی در درجه اول شامل مواد سبک وزن و بسیار انعکاسی هستند که می‌توانند در شرایط سخت فضایی مقاومت کنند. البته انتخاب واقعی مواد تا حد زیادی به طراحی خاص سپر بستگی دارد.

مفاهیم و اختلافات سپرهای خورشیدی سپرهای خورشیدی به طور بالقوه قادر به کاهش دمای کره زمین و در نتیجه کاهش برخی از اثرات تغییرات آب و هوایی، مانند ذوب شدن یخ‌های قطبی هستند، با این حال، آنها به سایر مسائل مربوط به افزایش سطح CO2 مانند اسیدی شدن اقیانوس‌ها نمی‌پردازند.

سپرهای خورشیدی به این دلیل که اثرگذاری آنها در برابر اثرات آب و هوایی پیش‌بینی نشده، بحث‌برانگیز هستند. همچنین مسائل اجتماعی، سیاسی و اخلاقی مهمی در ارتباط با استقرار آنها وجود دارد.

/