En un día frío de invierno, el calor del sol es bienvenido. Sin embargo, a medida que la humanidad emite más y más gases de efecto invernadero, la atmósfera de la Tierra atrapa más y más energía solar y aumenta constantemente la temperatura de la Tierra.
por la Universidad de Utah
Una estrategia para revertir esta tendencia es interceptar una fracción de la luz solar antes de que llegue a nuestro planeta. Durante décadas, los científicos han considerado el uso de pantallas, objetos o partículas de polvo para bloquear la radiación solar suficiente, entre el 1 y el 2%, para mitigar los efectos del calentamiento global.
Un estudio dirigido por la Universidad de Utah exploró el potencial de usar polvo para proteger la luz solar. Analizaron diferentes propiedades de las partículas de polvo, las cantidades de polvo y las órbitas que serían más adecuadas para dar sombra a la Tierra. Los autores encontraron que lanzar polvo desde la Tierra a una estación de paso en el «Punto de Lagrange» entre la Tierra y el sol (L1) sería más efectivo pero requeriría un costo y esfuerzo astronómico. Una alternativa es usar polvo lunar. Los autores argumentan que, en cambio, lanzar polvo lunar desde la luna podría ser una forma económica y efectiva de dar sombra a la Tierra.
El equipo de astrónomos aplicó una técnica utilizada para estudiar la formación de planetas alrededor de estrellas distantes, su enfoque habitual de investigación. La formación de planetas es un proceso desordenado que levanta mucho polvo astronómico que puede formar anillos alrededor de la estrella anfitriona. Estos anillos interceptan la luz de la estrella central y la vuelven a irradiar de manera que podamos detectarla en la Tierra. Una forma de descubrir estrellas que están formando nuevos planetas es buscar estos anillos de polvo.
«Esa fue la semilla de la idea; si tomamos una pequeña cantidad de material y lo colocamos en una órbita especial entre la Tierra y el sol y lo dividimos, podríamos bloquear una gran cantidad de luz solar con una pequeña cantidad de masa, «, dijo Ben Bromley, profesor de física y astronomía y autor principal del estudio.
«Es asombroso contemplar cómo el polvo lunar, que tardó más de cuatro mil millones de años en generarse, podría ayudar a frenar el aumento de la temperatura de la Tierra, un problema que nos llevó menos de 300 años producir», dijo Scott Kenyon, coautor del estudio. estudio del Centro de Astrofísica | Harvard y Smithsonian.
El artículo fue publicado el miércoles 8 de febrero de 2023 en la revista PLOS Climate .
Proyectando una sombra
La eficacia general de un escudo depende de su capacidad para mantener una órbita que proyecta una sombra sobre la Tierra. Sameer Khan, estudiante de pregrado y coautor del estudio, dirigió la exploración inicial en la que las órbitas podrían retener el polvo en posición el tiempo suficiente para proporcionar una sombra adecuada. El trabajo de Khan demostró la dificultad de mantener el polvo donde se necesita.
«Debido a que conocemos las posiciones y masas de los principales cuerpos celestes de nuestro sistema solar, podemos simplemente usar las leyes de la gravedad para rastrear la posición de un parasol simulado a lo largo del tiempo en varias órbitas diferentes», dijo Khan.
Dos escenarios eran prometedores. En el primer escenario, los autores colocaron una plataforma espacial en el punto L1 de Lagrange, el punto más cercano entre la Tierra y el sol donde se equilibran las fuerzas gravitatorias. Los objetos en los puntos de Lagrange tienden a permanecer en un camino entre los dos cuerpos celestes, razón por la cual el Telescopio Espacial James Webb (JWST) está ubicado en L2, un punto de Lagrange en el lado opuesto de la Tierra.
Crédito: Ben Bromley
En simulaciones por computadora , los investigadores dispararon partículas de prueba a lo largo de la órbita L1, incluida la posición de la Tierra, el sol, la luna y otros planetas del sistema solar, y rastrearon dónde se dispersaron las partículas. Los autores descubrieron que cuando se lanza con precisión, el polvo sigue un camino entre la Tierra y el sol, creando efectivamente sombra, al menos por un tiempo. A diferencia del JWST de 13,000 libras, el viento solar, la radiación y la gravedad dentro del sistema solar desviaron fácilmente el polvo. Cualquier plataforma L1 necesitaría crear un suministro interminable de nuevos lotes de polvo para entrar en órbita cada pocos días después de que se disipe el rocío inicial.
«Fue bastante difícil hacer que el escudo permaneciera en L1 el tiempo suficiente para proyectar una sombra significativa. Sin embargo, esto no debería ser una sorpresa, ya que L1 es un punto de equilibrio inestable. Incluso la más mínima desviación en la órbita del protector solar puede causar rápidamente se desplace fuera de lugar, por lo que nuestras simulaciones tenían que ser extremadamente precisas», dijo Khan.
En el segundo escenario, los autores lanzaron polvo lunar desde la superficie de la luna hacia el sol. Descubrieron que las propiedades inherentes del polvo lunar eran las correctas para funcionar efectivamente como un escudo solar. Las simulaciones probaron cómo el polvo lunar se dispersaba a lo largo de varios cursos hasta que encontraron excelentes trayectorias dirigidas hacia L1 que sirvieron como un protector solar efectivo. Estos resultados son buenas noticias, porque se necesita mucha menos energía para lanzar polvo desde la Luna que desde la Tierra. Esto es importante porque la cantidad de polvo en un escudo solar es grande, comparable a la producción de una gran operación minera aquí en la Tierra. Además, el descubrimiento de las nuevas trayectorias de protección solar significa que puede que no sea necesario llevar el polvo lunar a una plataforma separada en L1.
¿Solo un tiro a la luna?
Los autores enfatizan que este estudio solo explora el impacto potencial de esta estrategia, en lugar de evaluar si estos escenarios son logísticamente factibles.
«No somos expertos en cambio climático ni en la ciencia espacial necesaria para mover masa de un lugar a otro. Simplemente estamos explorando diferentes tipos de polvo en una variedad de órbitas para ver qué tan efectivo podría ser este enfoque. Lo sabemos. no quiero perderme un cambio de juego para un problema tan crítico», dijo Bromley.
Uno de los mayores desafíos logísticos, la reposición de corrientes de polvo cada pocos días, también tiene una ventaja. Eventualmente, la radiación del sol dispersa las partículas de polvo por todo el sistema solar ; el escudo solar es temporal y las partículas del escudo no caen sobre la Tierra. Los autores aseguran que su enfoque no crearía un planeta permanentemente frío e inhabitable, como en la historia de ciencia ficción «Snowpiercer».
«Nuestra estrategia podría ser una opción para abordar el cambio climático«, dijo Bromley, «si lo que necesitamos es más tiempo».
Más información: El polvo como escudo solar, PLOS Climate (2023). DOI: 10.1371/journal.pclm.0000133 , journals.plos.org/climate/arti … journal.pclm.0000133
