טיוטה:מראת החלל (הנדסת אקלים)

*מראת חלל (הנדסת אקלים) - *מראת חלל דרך להנדסת אקלים,.

הטמפרטורות שוברות השיא של השנים האחרונות גורמות לאנשים רבים יותר לחשוב על פתרונות גדולים יותר לשינוי אקלים. רעיונות שנחשבו בעבר כמטורפים זוכים כעת לחשיבה מחדש, כולל רעיון שנשמע היישר מהמדע הבדיוני: קירור האדמה על ידי שיגור מראות רפלקטיביות

לחלל. מראות חלל הן לוויינים מעשה ידי אדם אשר נועדו לשנות את כמות קרינת השמש המשפיעה על כדור הארץ כסוג של הנדסת אקלים . מאז הקמת הרעיון בשנות השמונים, מראות חלל עברו תיאוריה בעיקר כדרך להסיט את אור השמש כדי להתמודד עם ההתחממות הגלובלית ונחשבה ברצינות בשנות האלפיים. הוצעו כמה יישומים של תפיסת מראה החלל, אך אף אחד מהם לא יושם עד כה מלבד פרויקט זמניה על ידי הרוסים בגלל חששות לוגיסטיים ואתגרי הפריסה.

מושג כללי[עריכת קוד מקור | עריכה]

היסטוריה הרעיון של בניית מראות חלל כשיטה להנדסת אקלים מתוארך לשנות השמונים. ההצעות הראשונות הוצעו לצנן את האקלים של ונוס כדי לספק עתיד תאורטי בו בני האדם תופסים פלנטות אחרות. בשנת 1989, ג'יימס מוקדם, שעבד במעבדה הלאומית לורנס ליברמור, הציע להשתמש ב"צל חלל "בקוטר של 2,000 ק"מ, במסלולו בנקודת Lrangian L1 . הוא העריך את העלות בין טריליון טריליון דולר אמריקאי והציע לייצר אותו על הירח באמצעות סלע ירח.

מראות חלל הוצעו גם בישיבת השולחן העגול "אפשרויות תגובה לשינוי אקלים מהירים או חמורים" שאורגנה על ידי התוכנית הטכנולוגית לשינויי אקלים של הנשיא בספטמבר 2001. לואל ווד , מדען בכיר במעבדה הלאומית לורנס ליוורמור, הציע להציב אחד או יותר "מראות" רשת תיל במסלול כדי להסיט את אור השמש בחלל או לסנן אותו. ווד חישב שהטיה של 1% מאור השמש תשיב את היציבות באקלים, וכי הדבר ידרוש מראה אחת 600,000 מיילים שטחיים (1,600,000 km2) בשטח או מספר קטן יותר. ווד חקר את הרעיון כבר יותר מעשר שנים אך ראה בו בלתי ניתן לביצוע, עד כי עליו להיות רק תוכנית גיבוי לפתרון בעיית ההתחממות הגלובלית.

בינואר 2007 דיווח הגרדיאן כי ממשלת ארצות הברית המליצה להמשיך במחקר בנושא הסטיית אור השמש, כולל מראות חלל, בהתאם לדו"ח הבא של האו"ם בנושא שינויי אקלים. בנוסף למראה החלל, הציעו טכניקות להפחתת אור שמש כללו שיגור אלפי בלונים רפלקטיביים במיוחד ושאיבת טיפות סולפט לאטמוספירה העליונה כדי לחקות פליטות געש. דניאל שרג מאוניברסיטת הרווארד ודוד קית 'מאוניברסיטת קלגרי ארגנו בנובמבר 2007. ועידה להנדסת אקלים. הקונצנזוס של קהילת המחקר היה ששווה ללמוד רעיונות כאלה עוד יותר למרות העלות הגבוהה שלהם, הכדאיות הספקית של כמה רעיונות, כולל מראה החלל. והסיכון להתייחסות המסיחה את דעתם מהפחתת פליטת גזי החממה.

מטרה[עריכת קוד מקור | עריכה]

מראות חלל נועדו להגדיל או להקטין את כמות האנרגיה שמגיעה לכוכב לכת מהשמש במטרה לשנות; או לשקף אור על פני כדור הארץ או להסיט אותו בכדי לשנות את תנאי התאורה של השמש.

הנדסת אקלים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הצעות העבר ביותר לפיתוח מראות חלל הן באופן ספציפי להאט את התקדמות שינוי האקלים בכדור הארץ. הטיה של כמות קטנה מאנרגיית השמש באטמוספירה של כדור הארץ תפחית את כמות האנרגיה הנכנסת למערכת האקולוגית של כדור הארץ.

השתקפות / סטיה של אור השמש[עריכת קוד מקור | עריכה]

כמה הצעות לפיתוח מראות חלל מתמקדות גם ביכולת לשנות תנאי תאורה מקומיים על פני כדור הארץ על ידי הצללת קטעים מסוימים או השתקפות אור שמש על חלקים קטנים. פעולה זו עשויה לאפשר אקלים מובחן באזורים מקומיים ואולי גם אור שמש נוסף לגידול יבול משופר. הצעות ויישומים בעבר לשיקוף אור השמש הושמעו בעיקר על ידי סוכנויות חלל רוסיות.

דיון[עריכת קוד מקור | עריכה]

מומחי אקלים הזהירו כי הצעות גינון גאוגרפיות כמו מראות חלל, אף שהן יכולות לקרר את כדור הארץ, לא יספקו שום תועלת לבעיות אחרות הקשורות לאקלים כמו רמות חומציות גבוהות באוקיינוס בגלל הצטברות פחמן . בעבר מדענים רבים התנגדו גם לרעיון להשתמש בהנדסה גאוגרפית כדי לרסן את שינוי האקלים, מכיוון שהסיכונים לגרום לתופעות לוואי היו גדולים מדי והם חששו שזה יעודד אנשים להמשיך להשתמש בדלקים מאובנים שתורמים לשינוי זה .

מדיניות[עריכת קוד מקור | עריכה]

לעיתים, פוליטיקאים היו להוטים יותר לדון בהצעות אקלים והצעות למראה חלל מאשר מדענים שחשבו על יישוםם. פוליטיקאים בממשלותיהם של ג'ורג 'וו. בוש וברק אובמה דנו והציעו מימון להצעות למראות חלל מבוסס ארצות הברית. עם זאת, מדענים עדיין מודאגים מהסיכונים המשמעותיים. מתיו ווטסון, מאוניברסיטת בריסטול, הוביל מחקר של 5 מיליון ליש"ט על ההשפעות השליליות הפוטנציאליות של הנדסת האקלים ואמר כי "אנו מסתובבים באסון בעקבות שינוי האקלים. קיצוץ פליטות הוא ללא ספק הדבר שאנחנו צריכים להתמקד בו, אך נראה שהוא כושל. למרות שהנדסה גאוגרפית מבהילה עבור אנשים רבים, ואני מכיל את עצמי בזה, [כדאיותה ובטיחותה] הן שאלות שיש לענות עליהן. " פרופסור סטיב ריינר מאוניברסיטת אוקספורד מודאג גם מההשפעות השליליות של הנדסת האקלים, ובמיוחד מהפוטנציאל של אנשים להיות חיוביים מדי לגבי ההשפעות ולהפסיק לנסות להאט את הבעיה בפועל של שינוי האקלים. עם זאת, לדבריו, קיימת סיבה פוטנציאלית לעשות הנדסת אקלים: "אנשים מחפשים לעשות [הנדסת אקלים] ככלי עזר ללהקה, אך עזרי הלהקה מועילים כשאת מרפאת".

יישום רוסי[עריכת קוד מקור | עריכה]

מאמר ראשי: זמניה (לוויין)

Znamya הפרויקט היה סדרת ניסויים המראה מסלולית ב 1990 כי התכוונו קרן אנרגיה סולארית לכדור הארץ על ידי משקף שמש . זה כלל שני ניסויים - ניסוי זנמיה 2 , וזמניה 2.5 הכושלת , וזמניה 3 המוצעת . הפרויקט ננטש על ידי סוכנות החלל הפדרלית הרוסית לאחר הפריסה הכושלת של ה- Znamya 2.5. ]

תיאוריה מדעית[עריכת קוד מקור | עריכה]

הנדסה גאוגרפית ושינוי אקלים ניתן לחלק את מאמצי המחקר בהנדסה גאוגרפית למתן או להפוך את השינויים באקלים של כדור הארץ לשתי קטגוריות שונות, הסרת פחמן דו-חמצני וניהול קרינת שמש. פחמן דו-חמצני הוא המקור העיקרי לשינויי אקלים בכדור הארץ מכיוון שהוא גורם לעלייה בטמפרטורת האטמוספירה והחמצת האוקיינוסים. למרות שפינוי CO2 מהאטמוספירה היה משנה את שינויי האקלים עד כה, הסרת הפחמן היא תהליך איטי וקשה יותר בהשוואה לניהול קרינת השמש. ניהול קרינת השמש פועל להפחתה ישירה של השפעות ההתחממות האטמוספירה כתוצאה משריפת דלקים מאובנים ושחרורם אחר כך של גזי חממה. מראות חלל נופלות תחת קטגוריה זו של הנדסה גאוגרפית כאשר הן פועלות לחסימת קרינת השמש ולהורדת השפעות ההתחממות מהשמש.

הצעות למחקר ופיתוח[עריכת קוד מקור | עריכה]

קיימות מספר הצעות תאורטיות למראות חלל מאז שנות השמונים, כאשר החוקרים ניסו לגלות דרך אפשרית לשקף חלקית את אור השמש ולהאט את התחממות האטמוספירה של כדור הארץ באמצעות מראות חלל. מחקר על מראות חלל החל לראשונה בשנת 1989 על ידי המהנדס ג'יימס פרי, שהציע מגן זכוכית של 2,000 ק"מ. היה צריך לבנות את מגן הזכוכית על הירח באמצעות סלע ירח בגלל ה

קובץ:מראת חלל

צי של מראות חלל

מסה העצומה שלו. לואל ווד, חוקר במעבדה הלאומית לורנס ליברמור, הציע לשלוח מראה אחת ענקית למסלול במסלול בנקודה L1, מרחק כמיליון מיילים מכדור הארץ. בזמן ההקפה בנקודת הלגראנג '1, מראה החלל תוכל להישאר במסלול ללא ספקי אנרגיה נוספים ולהמשיך לחסום את אור השמש. [13] בשנת 2006, רוג'ר אנג'ל, חוקר מאוניברסיטת אריזונה, הציע לשלוח מיליוני מראות חלל קטנות יותר לעומת מראה אחת גדולה כדי להפחית עלויות ולהגדיל את היתכנות, שכן מראה אחת תצטרך להיות בערך 600,000 מ"ר כדי לחסום. רק אחוז אחד מאור השמש. [1]

כוכב טכנולוגיה ומחקר נראו ליצור מערכת של מראות חלל אשר שתיהן חסמו את אור השמש מלהגיע לכדור הארץ וסיפקו מקור נוסף של אנרגיה נקייה לכדור הארץ. החברה הציעה לשגר כמה מאות חלליות במראה החלל למסלול קרוב יותר לכדור הארץ. חלליות אלה היו מסתובבות סביב קו קו המשווה של כדור הארץ וניתן היה לשלוט בהן מרחוק כדי לנווט סביב כדור הארץ כשהן מכוסות במראות חלל המשקפות אור שמש. בנוסף, החלליות היו מצוידות בפאנלים סולאריים שיכולים לאסוף גם חלק מאור השמש ולשלוח את האנרגיה שנלכדה חזרה לשימוש בכדור הארץ.

אנדרו יאנג, מועמד דמוקרטי לנשיאות ארצות הברית בשנת 2020, החיה את תנועת מראה החלל ביוזמתו למראה החלל הניתנת להרחבה. על פי הצעתו של יאנג, החוקרים האמריקנים צריכים ליצור לוויינים, דומים לאלה שכבר נמצאים במסלול, מצוידים במראות חלל נשלפות עם היכולת לפרוס ולחזור בו במהירות ובקלות במקרה חירום. אפשרות לפתרון לטווח קצר

תוכנית כזו גם לא תעשה דבר עם החמצת האוקיינוס ומעט עליית מפלס הים, מכיוון שמפלס הים מגיב לאט לשינויים בטמפרטורת כדור הארץ. מראה חלל יכולה לקזז את ההתחממות של טמפרטורת האוויר עד לפחות בשנת 2070, על פי דו"ח המחקר שנערך בשנת 2010 מהאקדמיה הלאומית למדעים, אולם האוקיינוסים עדיין יעלו כשני מטר באותה תקופה.

הפחתת פחמן אגרסיבית בשילוב עם משקף חלל עלולה להגביל את עליית מפלס הים לרגל אחת עד 2100, והפסקתו לחלוטין תדרוש מראה שמתגדלת כל הזמן ויעילה יותר בחסימת אור השמש.

פיתוח

אתגרים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מאז ההשקה המוצלחת של מראה החלל זנמיה בשנת 1993, לא הייתה התפתחות פעילה של מראות חלל עקב האתגרים העצומים הכרוכים בפריסתם וההשלכות הפוטנציאליות שבעקבות פעולתן.

לוגיסטיקת פריסה[עריכת קוד מקור | עריכה]

פריסה ותחזוקה של צי (של בערך חמש מיליון) מראות חלל קטנות שיכולות ליצור צל של כ־100,000 ק"מ בחלל יכללו גורמים נחוצים כמו פעולות אנרגיה, בנייה, תחבורה ותמיכה קרקעית. בסך הכל, העלות המשוערת של הקמה ושליחת צי מראות חלל לחלל היא סביב 750 מיליארד דולר. אם מראות החלל מסוגלות להשיג אורך חיים של 50 שנה, עלות התחזוקה השנתית נאמדת בכ־100 מיליארד דולר. יתר על כן, אם היה צורך להחליף לוויין בודד בסוף חייו, עלויות הפעולה כולה יגיעו לסביבות 5 טריליון דולר. הפריסה של מראה חלל גדולה אחת או צי של מראה קטנה יותר תצטרך לקחת בחשבון גם את מיליוני פסולת החלל במסלול כדור הארץ. רוב הפסולת כזו היא קטנה ומשקלה של כ־1 גרם. עם זאת, תלוי במהירותם, פסולת מסוג זה יכולה להיות קטסטרופלית עבור לוויינים אם הם היו מתנגשים. לפיכך, לווייני מסלול צריכים לתמרן אל מחוץ לנתיב של פסולת חלל מעקב שעלולה לגרום נזק גדול. בנוסף, אם הייתה נפרסת מראה חלל אחת גדולה מאוד, שטח הפנים העצום שלה יהיה יעד גדול מאוד לפסולת החלל. לפיכך, תמרון של מאות מראות חלל או מראה חלל אחת גדולה מאוד יתברר כקשה מאוד בגלל המספר העצום של פסולת החלל והגודל הפוטנציאלי של מראה החלל.

שינויי אקלים בלתי מכוונים[עריכת קוד מקור | עריכה]

השתקפות ישירה של קרינת השמש הרחק מכדור הארץ עשויה להשפיע לרעה על האקלים. ככל שכדור הארץ חשוף לקרינת שמש פחות, כוכב הלכת יתקרר, אך הדבר עלול לגרום לדפוסי מזג אוויר בלתי צפויים. ירידה כוללת בטמפרטורה העולמית עשויה להשפיע על המחזור ההידרולוגי ועלולה להגביר את עוצמת הבצורת וההצפות. יתרה מזאת, שינוי הטמפרטורה והאקלים עשוי להשפיע לרעה גם על גידול היבולים. כתוצאה מכך השתקפות קרינת השמש עלולה להשפיע לרעה על כ -65% מהאוכלוסייה העולמית. אף על פי שמראה חלל ענקית איננה אפשרית כרגע עם הכלים של ימינו, הטכנולוגיה למעשה משיגה את המדע הבדיוני, והרעיון נראה פחות מושקע ממה שהיה לפני עשור. האם מראה עצומה תהיה ביום מן הימים התקווה האחרונה בעולם להפסיק את ההתחממות הגלובלית? רק הזמן יגיד.