지구를 식히는 지구공학: 우주 먼지를 지구의 태양 보호막으로

[아름이]

지구를 식히는 지구공학: 우주 먼지를 지구의 태양 보호막으로
날짜:
2023년 2월 8일
원천:
유타대학교
요약:
달 표면이나 지구와 태양 사이에 위치한 우주 정거장에서 발사된 먼지는 기후 변화의 영향을 완화하기에 충분한 태양 복사를 줄일 수 있습니다.

추운 겨울날 따사로운 햇살이 반갑습니다. 그러나 인류가 점점 더 많은 온실 가스를 배출함에 따라 지구의 대기는 점점 더 많은 태양 에너지를 가두어 지구의 온도를 꾸준히 증가시킵니다. 이 추세를 역전시키는 한 가지 전략은 햇빛이 지구에 도달하기 전에 햇빛의 일부를 차단하는 것입니다. 수십 년 동안 과학자들은 스크린, 물체 또는 먼지 입자를 사용하여 지구 온난화의 영향을 완화하기 위해 태양 복사를 1~2% 정도만 차단하는 것을 고려했습니다.

유타 대학이 주도한 연구에서는 먼지를 사용하여 햇빛을 차단할 수 있는 가능성을 조사했습니다. 그들은 먼지 입자의 다양한 특성, 먼지의 양, 지구를 가리기에 가장 적합한 궤도를 분석했습니다. 저자는 지구와 태양(L1) 사이의 "라그랑주 지점"에 있는 웨이 스테이션으로 지구에서 먼지를 발사하는 것이 가장 효과적이지만 천문학적 비용과 노력이 필요하다는 것을 발견했습니다. 대안은 달가루를 사용하는 것입니다. 저자들은 대신 달에서 달 먼지를 발사하는 것이 지구를 가리는 저렴하고 효과적인 방법이 될 수 있다고 주장합니다.

천문학자 팀은 일반적인 연구 초점인 먼 별 주변의 행성 형성을 연구하는 데 사용되는 기술을 적용했습니다. 행성 형성은 호스트 별 주위에 고리를 형성할 수 있는 많은 천문학적 먼지를 발생시키는 지저분한 과정입니다. 이 고리는 중앙 별에서 빛을 차단하고 지구에서 감지할 수 있는 방식으로 다시 방출합니다. 새로운 행성을 형성하고 있는 별을 발견하는 한 가지 방법은 이러한 먼지 고리를 찾는 것입니다.

"그것이 아이디어의 씨앗이었습니다. 소량의 물질을 지구와 태양 사이의 특수 궤도에 올려 놓고 분해하면 소량의 질량으로 많은 햇빛을 차단할 수 있습니다. "라고 물리학 및 천문학 교수이자 이 연구의 주저자인 Ben Bromley는 말했습니다.

공동 저자인 Scott Kenyon은 "생성하는 데 40억 년이 넘는 달 먼지가 어떻게 지구 온도 상승을 늦추는 데 도움이 될 수 있는지 생각하는 것은 놀라운 일입니다. 이 문제는 생성하는 데 300년도 채 걸리지 않았습니다."라고 말했습니다. Center for Astrophysics 연구 결과 | 하버드 & 스미소니언.

이 논문은 2023년 2월 8일 수요일 PLOS Climate 저널에 게재되었습니다 .

그림자 드리우기

방패의 전반적인 효과는 지구에 그림자를 드리우는 궤도를 유지하는 능력에 달려 있습니다. 학부생이자 이 연구의 공동 저자인 Sameer Khan은 궤도가 적절한 음영을 제공할 수 있을 만큼 충분히 오랫동안 먼지를 제자리에 유지할 수 있는 초기 탐사를 이끌었습니다. Khan의 작업은 필요한 곳에 먼지를 보관하는 것이 어렵다는 것을 보여주었습니다.

"우리는 태양계의 주요 천체의 위치와 질량을 알고 있기 때문에 중력의 법칙을 사용하여 시간이 지남에 따라 여러 다른 궤도에 대해 시뮬레이션된 선실드의 위치를 ​​추적할 수 있습니다."라고 Khan은 말했습니다.

두 가지 시나리오가 유망했습니다. 첫 번째 시나리오에서 저자는 중력이 균형을 이루는 지구와 태양 사이의 가장 가까운 지점인 L1 라그랑주 지점에 우주 플랫폼을 배치했습니다. 라그랑주 점에 있는 물체는 두 천체 사이의 경로를 따라 머무르는 경향이 있으며, 이것이 JWST(James Webb Space Telescope)가 지구 반대편의 라그랑주 점인 L2에 있는 이유입니다.

컴퓨터 시뮬레이션에서 연구원들은 지구, 태양, 달 및 기타 태양계 행성의 위치를 ​​포함하여 L1 궤도를 따라 테스트 입자를 발사하고 입자가 흩어지는 위치를 추적했습니다. 저자들은 정확하게 발사될 때 먼지가 지구와 태양 사이의 경로를 따라 적어도 잠시 동안 효과적으로 그늘을 만들 것이라는 것을 발견했습니다. 13,000파운드의 JWST와 달리 먼지는 태양풍, 복사 및 태양계 내 중력에 의해 쉽게 경로를 벗어났습니다. 모든 L1 플랫폼은 초기 스프레이가 소멸된 후 며칠마다 궤도에 진입하기 위해 새로운 분진 배치의 끝없는 공급을 생성해야 합니다.

"의미 있는 그림자를 드리울 수 있을 만큼 차폐물을 L1에 오래 머무르게 하는 것은 다소 어려웠습니다. 그러나 L1은 불안정한 평형점이므로 이는 놀라운 일이 아닙니다. 빠르게 제자리를 벗어나기 때문에 시뮬레이션이 극도로 정확해야 했습니다."라고 Khan은 말했습니다.

두 번째 시나리오에서 저자는 달 표면에서 태양을 향해 달 먼지를 쏘았습니다. 그들은 달 먼지의 고유한 특성이 태양 보호막으로 효과적으로 작동하는 것이 옳다는 것을 발견했습니다. 시뮬레이션은 달의 먼지가 효과적인 태양 보호막 역할을 하는 L1을 향한 훌륭한 궤적을 발견할 때까지 다양한 경로를 따라 어떻게 흩어지는지 테스트했습니다. 지구에서보다 달에서 먼지를 발사하는 데 훨씬 적은 에너지가 필요하기 때문에 이러한 결과는 반가운 소식입니다. 이것은 태양 보호막에 있는 먼지의 양이 여기 지구에서 대규모 채굴 작업의 생산량에 필적할 정도로 크기 때문에 중요합니다. 게다가 새로운 태양 차폐 궤적의 발견은 달 먼지를 L1에 있는 별도의 플랫폼으로 운반하는 것이 필요하지 않을 수도 있음을 의미합니다.

그냥 문샷?

저자는 이 연구가 이러한 시나리오가 논리적으로 실현 가능한지 여부를 평가하기보다는 이 전략의 잠재적 영향을 탐구할 뿐이라고 강조합니다.

"우리는 기후 변화나 한 장소에서 다른 장소로 질량을 이동하는 데 필요한 로켓 과학의 전문가가 아닙니다. 우리는 이 접근 방식이 얼마나 효과적인지 알아보기 위해 다양한 궤도에서 다양한 종류의 먼지를 탐색하고 있을 뿐입니다. 그런 심각한 문제로 인해 게임 체인저를 놓치고 싶지 않습니다."라고 Bromley는 말했습니다.

며칠마다 먼지 흐름을 보충하는 가장 큰 물류 문제 중 하나도 장점이 있습니다. 결국 태양 복사는 태양계 전체에 먼지 입자를 분산시킵니다. 태양 보호막은 일시적이며 보호막 입자는 지구에 떨어지지 않습니다. 저자는 그들의 접근 방식이 공상 과학 소설 "설국열차"에서처럼 영구적으로 춥고 사람이 살 수 없는 행성을 만들지는 않을 것이라고 확신합니다.

Bromley는 "우리에게 필요한 것이 더 많은 시간이라면 우리의 전략은 기후 변화를 해결하는 옵션이 될 수 있습니다."라고 말했습니다.

출처 : https://www.sciencedaily.com/