טיוטה:מראת חלל

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

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 "בצל חלל" בקוטר 000,2 ק"מ במסלולו בנקודת L1 Lrangian .הוא העריך שזה יעלה לו כטריליון דולר אמריקאי והציע לייצר אותו על הירח באמצעות סלע ירח. מראות חלל הוצעו גם בישיבת השולחן העגול "אפשרויות תגובה לשינויי 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 000,600 מיילים שטחיים )000,600,1 km2 )בשטח או מספר קטן יותר. ווד חקר את הרעיון כבר יותר מעשר שנים אך ראה בו כל-כך בלתי ניתן לביצוע עד שהוא צריך להיות רק תוכנית גיבוי לפתרון בעיית ההתחממות הגלובלית. בינואר 2007 דיווח הגרדיאן כי ממשלת ארצות הברית המליצה להמשיך במחקר בנושא הסטת אור השמש, כולל מראות חלל, בהתאם לדו"ח הבא של האו"ם בנושא שינויי אקלים. בנוסף למראה החלל, הצעות טכניקות להפחתת אור שמש כללו שיגור של 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

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

הנדסת אקלים

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

השתקפות / סטייה של אור השמש

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 מבודד באזורים מקומיים ואולי גם אור שמש נוסף לצמיחת יבול משופרת. הצעות ויישומים בעבר לשיקוף אור השמש הועלו בעיקר על ידי סוכנויות החלל הרוסיות.

מדיניות

לעיתים, פוליטיקאים היו להוטים יותר לדון בהנדסת אקלים והצעות למראה חלל מאשר מדענים שחשבו על יישום

תאוריה מדעית והנדסה גאוגרפית ושינוי אקלים

ניתן לחלק מאמצי מחקר 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. אף על פי שהוצאת CO2 מהאטמוספירה תשנה 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 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 בגובה 000,2 ק"מ. מגן הזכוכית היה צריך להיבנות על הירח באמצעות סלע ירח בגלל המסה העצומה שלו. לואל ווד, חוקר במעבדה הלאומית לורנס ליברמור, הציע לשלוח מראה יחידה ומסיבית למסלול בנקודה L1 ,מרחק כמיליון מיילים מכדור הארץ. בעודו מקיף בנקודת לגראנז '1 ,מראה החלל תוכל להישאר במסלול ללא ספקי אנרגיה נוספים ולהמשיך לחסום אור שמש. 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 000,600 מ"ר כדי לחסום אחוז אחד בלבד של אור שמש

. 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 חללית למסלול קרוב יותר לכדור הארץ. חלליות אלה היו מסתובבות סביב קו המשווה של כדור הארץ ויכולות להיות נשלטות מרחוק כדי לנווט סביב כדור הארץ כשהן מכוסות במראות חלל המשקפות אור שמש. בנוסף, החלליות היו מצוידות בפאנלים סולאריים שיכולים לאסוף חלק מאור השמש גם כן ולשלוח את האנרגיה שנלכדה חזרה לשימוש בכדור הארץ.

אנדרו יאנג, מועמד לנשיאות ארצות הברית לדמוקרטיה בשנת 2020 ,החיה את תנועת מראה החלל ביוזמתו למראה החלל המתרחבת. על פי הצעתו של יאנג, חוקרים אמריקאים צריכים ליצור לוויינים, דומים לאלה שכבר נמצאים במסלול, מצוידים במראות חלל נשלפות עם היכולת לפרוס ולחזור במהירות ובקלות במקרה חירום.

התפתחות אתגרים

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

פריסה ותחזוקה של צי מראות חלל קטנות שיכולות ליצור צל של כ 000,100 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 בסביבות 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. מרבית 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 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

השתקפות ישירה של קרינת השמש הרחק מכדור הארץ עשויה להשפיע לרעה על האקלים. מכיוון 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 הבצורות וההצפות. יתר על כן, שינוי הטמפרטורה והאקלים עשוי להשפיע לרעה גם על גידול היבולים. כתוצאה מכך ההשתקפות של קרינת השמש עלולה להשפיע לרעה על כ -%65 מהאוכלוסייה העולמית