Una sombrilla o parasol espacial es una sombrilla que desvía o reduce parte de la radiación del sol, evitando que golpee una nave espacial o un planeta y, por lo tanto, reduce su insolación , lo que da como resultado un calentamiento reducido. La luz se puede desviar por diferentes métodos. Propuesto por primera vez en 1989, el concepto original de sombrilla espacial implica colocar un gran disco ocultador, o tecnología de propósito equivalente, entre la Tierra y el Sol.
Una sombrilla es de particular interés como método de ingeniería climática para mitigar el calentamiento global mediante la gestión de la radiación solar . El mayor interés en tales proyectos refleja la preocupación de que las reducciones negociadas internacionalmente en las emisiones de carbono pueden ser insuficientes para detener el cambio climático. [1] Las sombrillas también podrían usarse para producir energía solar espacial , actuando como satélites de energía solar . Los diseños de cortinas propuestos incluyen una pantalla de una sola pieza y una pantalla formada por una gran cantidad de objetos pequeños. La mayoría de estas propuestas contemplan un elemento de bloqueo en el punto Lagrangiano L1 Sol-Tierra .
En 1989, James Early propuso un parasol espacial para desviar la luz solar a nivel planetario. Su diseño consistió en hacer un ocultador de vidrio grande (2000 km) a partir de material lunar y colocarlo en el punto L1. Los problemas incluyeron la gran cantidad de material necesario para hacer el disco y también la energía para lanzarlo a su órbita. [2]
Diseños para sombrilla planetaria
Nube de pequeñas naves espaciales
Una sombrilla propuesta estaría compuesta por 16 billones de pequeños discos en el punto Lagrangiano L1 Sol-Tierra , a 1,5 millones de kilómetros sobre la Tierra. Se propone que cada disco tenga un diámetro de 0,6 metros y un grosor de aproximadamente 5 micrómetros. La masa de cada disco sería de aproximadamente un gramo, sumando un total de casi 20 millones de toneladas. [3] Tal grupo de pequeñas sombrillas que bloquea el 2% de la luz solar, desviándola hacia el espacio, sería suficiente para detener el calentamiento global, dando tiempo suficiente para reducir las emisiones en la Tierra. [4]
Se propone que los volantes autónomos individuales que construyen la nube de parasoles no reflejen la luz del sol sino que sean lentes transparentes, desviando la luz ligeramente para que no golpee la Tierra. Esto minimiza el efecto de la presión de la radiación solar en las unidades, requiriendo menos esfuerzo para mantenerlas en su lugar en el punto L1. Roger Angel ha construido un prototipo óptico con financiación del NIAC . [5]
La presión solar restante y el hecho de que el punto L1 sea de equilibrio inestable , fácilmente perturbado por el bamboleo de la Tierra debido a los efectos gravitacionales de la Luna, requiere que los pequeños voladores autónomos sean capaces de maniobrar ellos mismos para mantener la posición. Una solución sugerida es colocar espejos capaces de girar en la superficie de los volantes. Al usar la presión de la radiación solar en los espejos como velas solares e inclinarlos en la dirección correcta, el volador será capaz de alterar su velocidad y dirección para mantenerse en posición. [6]
Tal grupo de parasoles necesitaría ocupar un área de aproximadamente 3.8 millones de kilómetros cuadrados si se coloca en el punto L1. [6] El despliegue de los volantes es un problema que requiere cohetes reutilizables. Con un propulsor LEO de 100t, un solo lanzamiento por día permitiría lanzar el número requerido de velas en 20 años.
Aun así, se necesitarían años para poner en órbita suficientes discos para que tuvieran algún efecto. Esto significa un largo plazo de entrega . Roger Angel, de la Universidad de Arizona [3] presentó la idea de una sombrilla en la Academia Nacional de Ciencias de Estados Unidos en abril de 2006 y ganó una NASA Instituto de Conceptos Avanzados de la concesión de una mayor investigación en julio de 2006.
Se estimó que la creación de esta sombrilla en el espacio costó más de 130 mil millones de dólares durante 20 años con una vida útil estimada de 50 a 100 años. [7] Por lo tanto, llevó al profesor Angel a concluir que "[l] a sombrilla no sustituye al desarrollo de la energía renovable , la única solución permanente. Un nivel masivo similar de innovación tecnológica e inversión financiera podría asegurar eso. crisis climática abrupta que solo se puede solucionar enfriando, sería bueno estar listo con algunas soluciones de sombreado que se han elaborado ". [6] [8]
Una lente de Fresnel
Varios autores han propuesto dispersar la luz antes de que llegue a la Tierra colocando una lente muy grande en el espacio, quizás en el punto L1 entre la Tierra y el Sol. Este plan fue propuesto en 1989 por J. T. Early. [9]
En 2004, el físico y autor de ciencia ficción Gregory Benford calculó que una lente Fresnel giratoria cóncava de 1000 kilómetros de ancho, pero de solo unos pocos milímetros de espesor, flotando en el espacio en el punto L 1 , reduciría la energía solar que llega a la Tierra en aproximadamente un 0,5% a 1%. [10]
Se ha cuestionado el costo de tal lente. En una convención de ciencia ficción en 2004, Benford estimó que costaría alrededor de US $ 10 mil millones por adelantado y otros $ 10 mil millones en costos de apoyo durante su vida útil. [10]
Una rejilla de difracción
Un enfoque similar implica colocar una rejilla de difracción muy grande (malla de alambre delgado) en el espacio, quizás en el punto L1 entre la Tierra y el Sol. Edward Teller , Lowell Wood y Roderick Hyde hicieron una propuesta para una malla de difracción de 3.000 toneladas en 1997 , [11] aunque en 2002 estos mismos autores abogaron por bloquear la radiación solar en la estratosfera en lugar de en órbita dado el lanzamiento espacial actual. tecnologías. [12]
Parasoles para naves espaciales
El telescopio infrarrojo del Telescopio Espacial James Webb (JWST) tiene un parasol en capas para mantener el telescopio frío.
Para las naves espaciales que se acercan al Sol, la sombrilla generalmente se llama escudo térmico. [Diseños] de naves espaciales notables con escudos térmicos incluyen:
- Messenger , lanzado en 2004, orbitó Mercury hasta 2015, tiene una sombrilla de tela de cerámica
- Parker Solar Probe (era Solar Probe Plus), lanzado en 2018 (carbono, espuma de carbono, protección térmica tipo sándwich de carbono)
- Solar Orbiter , lanzado en febrero de 2020
- BepiColombo , para orbitar Mercurio, con reflectores solares ópticos (que actúan como una sombrilla) en el componente del Orbitador planetario.
Ver también
- Vela solar : método de propulsión de naves espaciales utilizando la presión de radiación de la luz solar
- Energía solar basada en el espacio: concepto de recolectar energía solar en el espacio exterior y distribuirla a la Tierra
- Starshade
- Espejo espacial (geoingeniería)
- Parasol (JWST)
- Control térmico de la nave espacial
Referencias
- ^ Hickman, John (2018). "La economía política de una sombrilla planetaria". Astropolítica . 16 (1): 49–58. Código bibliográfico : 2018AstPo..16 ... 49H . doi : 10.1080 / 14777622.2018.1436360 . S2CID 148608737 .
- ^ Gorvett, Zaria (26 de abril de 2016). "Cómo un paraguas espacial gigante podría detener el calentamiento global" . BBC .
- ^ a b "La sombrilla espacial podría ser factible en una emergencia de calentamiento global" . EurekAlert . 3 de noviembre de 2006 . Consultado el 11 de noviembre de 2010 .
- ^ "Parasol global" . BBC News . 19 de febrero de 2007 . Consultado el 11 de noviembre de 2010 .
- ^ Tnenbaum, David (23 de abril de 2007). "Pasteles en el cielo: una solución al calentamiento global" . Revista de Astrobiología . Consultado el 14 de noviembre de 2010 .
- ^ a b c Angel, Roger (18 de septiembre de 2006). "Viabilidad de enfriar la Tierra con una nube de pequeñas naves espaciales cerca del punto interior de Lagrange (L1)" . Actas de la Academia Nacional de Ciencias de los Estados Unidos de América . PNAS. 103 (46): 17184–9. Código Bibliográfico : 2006PNAS..10317184A . doi : 10.1073 / pnas.0608163103 . PMC 1859907 . PMID 17085589 . Consultado el 14 de noviembre de 2010 .
- ^ Konecny, Pavel (6 de diciembre de 2018). "Necesitamos SpaceX BFR no solo para llevarnos a MARTE sino para salvar a la TIERRA del calentamiento global" . Medio . Consultado el 11 de marzo de 2019 .
- ^ "La sombrilla espacial podría ser factible en una emergencia por calentamiento global" (Comunicado de prensa). Universidad de Arizona. 6 de noviembre de 2006. Archivado desde el original el 16 de marzo de 2010 . Consultado el 29 de abril de 2009 .
- ^ JT Early (1989), "Escudo solar basado en el espacio para compensar el efecto invernadero", Revista de la Sociedad Interplanetaria Británica , 42 , pp. 567–569, Bibcode : 1989JBIS ... 42..567E. Esta propuesta también se analiza en la nota al pie 23 del Edward Teller; Roderick Hyde & Lowell Wood (1997), Global Warming and Ice Ages: Prospects for Physics-Based Modulation of Global Change (PDF) , Lawrence Livermore National Laboratory , consultado el 30 de octubre de 2010.
- ^ a b Véase Russell Dovey, "Supervillainy: Astroengineering Global Warming y Bill Christensen," Reducir el calentamiento global bloqueando la luz solar ". Archivado el 17 de abril de 2009 en Wayback Machine .
- ^ Edward Teller; Roderick Hyde & Lowell Wood (1997), Global Warming and Ice Ages: Prospects for Physics-Based Modulation of Global Change (PDF) , Lawrence Livermore National Laboratory , consultado el 30 de octubre de 2010. Consulte las páginas 10–14 en particular.
- ^ Edward Teller, Roderick Hyde & Lowell Wood (2002), Active Climate Stabilization: Practical Physics-Based Approaches to Prevention of Climate Change (PDF) , Lawrence Livermore National Laboratory , consultado el 30 de octubre de 2010
enlaces externos
- Marchis, Franck; Sánchez, Joan-Pau; McInnes, Colin R. (2015). "Configuraciones óptimas de parasol para geoingeniería espacial cerca del punto L1 Sol-Tierra" . PLOS ONE . 10 (8): e0136648. doi : 10.1371 / journal.pone.0136648 . ISSN 1932-6203 .