Ny undersøgelse foreslår en kæmpe, rumbaseret solskærm til jord

I nutidens moderne, hurtige verden, menneskelig aktivitet er meget afhængig af elektrisk infrastruktur. Hvis strømnettet går ned, vores klimakontrolsystemer slukker, vores computere vil dø, og alle elektroniske former for handel og kommunikation vil ophøre. Men ud over det, menneskelig aktivitet i det 21. århundrede bliver også mere og mere afhængig af infrastrukturen i Low Earth Orbit (LEO).

Bortset fra de mange telekommunikationssatellitter, der i øjeblikket er i rummet, der er også den internationale rumstation og en flåde af GPS -satellitter. Det er af denne grund, at solblussaktivitet betragtes som en alvorlig fare, og afbødning af det en prioritet. Ønsker at adressere det, et team af forskere fra Harvard University offentliggjorde for nylig en undersøgelse, der foreslår en fed løsning - at placere et kæmpe magnetisk skjold i kredsløb.

Undersøgelsen - som var arbejde fra doktor Manasavi Lingam og professor Abraham Loeb fra Harvard Smithsonian Center for Astrophysicist (CfA) - viste sig for nylig online under titlen "Impact and Mitigation Strategy for Future Solar Flares". Som de forklarer, solblusser udgør en særlig alvorlig risiko i nutidens verden, og vil blive en endnu større trussel på grund af menneskehedens voksende tilstedeværelse i LEO.

Solblusser har været en vedvarende bekymring i over 150 år, lige siden den berømte Carrington -begivenhed i 1859. Siden dengang en stor indsats er blevet dedikeret til studiet af solblusser både fra et teoretisk og observationsmæssigt synspunkt. Og takket være de fremskridt, der er sket i de sidste 200 år med hensyn til astronomi og rumforskning, meget er blevet lært om fænomenerne kendt som "rumvejr".

På samme tid, menneskehedens øgede afhængighed af elektricitet og rumbaseret infrastruktur har også gjort os mere sårbare over for ekstreme rumvejrhændelser. Faktisk, hvis Carrington -arrangementet skulle finde sted i dag, det anslås, at det ville forårsage global skade på elektriske net, satellitkommunikation, og globale forsyningskæder.

De kumulative økonomiske tab på verdensplan, ifølge en rapport fra 2009 fra Space Studies Board ("Alvorlige rumvejrhændelser - forståelse af samfundsmæssige og økonomiske virkninger"), ville være $ 10 billioner, og genopretning ville tage flere år. Og stadigvæk, som professor Loeb forklarede Universe Today via e -mail, denne trussel fra rummet har fået langt mindre opmærksomhed end andre mulige trusler.

"Med hensyn til risiko fra himlen, størstedelen af ​​opmærksomheden tidligere var dedikeret til asteroider, "sagde Loeb." De dræbte dinosaurerne, og deres fysiske påvirkning tidligere var den samme, som den vil være i fremtiden, medmindre deres baner afbøjes. Imidlertid, solblusser har ringe biologisk indvirkning, og deres største indvirkning er på teknologi. Men for et århundrede siden der var ikke meget teknologisk infrastruktur omkring, og teknologien vokser eksponentielt. Derfor, skaden er meget asymmetrisk mellem fortid og fremtid. "

For at løse dette, Lingham og Loeb udviklede en simpel matematisk model til at vurdere de økonomiske tab forårsaget af solblussaktivitet over tid. Denne model betragtede den stigende risiko for skade på teknologisk infrastruktur baseret på to faktorer. For en, de overvejede det faktum, at energien fra et solblus stiger med tiden, derefter koblet dette med den eksponentielle vækst i teknologi og BNP.

Hvad de bestemte var, at på længere tidsskalaer, de sjældne typer af solblusser, der er meget kraftige, bliver meget mere sandsynlige. Kombineret med menneskehedens voksende tilstedeværelse og afhængighed af rumfartøjer og satellitter i LEO, dette vil tilføje op til en farlig konjunktion et sted nede ad vejen. Eller som Loeb forklarede:

"Vi forudsiger, at inden for ~ 150 år, der vil være en begivenhed, der forårsager skade, der kan sammenlignes med det nuværende amerikanske BNP på ~ 20 billioner dollars, og skaden vil stige eksponentielt på senere tidspunkter, indtil den teknologiske udvikling vil mætte. En sådan prognose blev aldrig forsøgt før. Vi foreslår også en ny idé til, hvordan man reducerer skaden fra energiske partikler med et magnetisk skjold. Dette var min idé og blev ikke foreslået før. "

For at imødegå denne voksende risiko, Lingham og Loeb overvejede også muligheden for at placere et magnetisk skjold mellem Jorden og solen. Dette skjold ville blive placeret ved Earth-sun Lagrange Point 1, hvor det ville være i stand til at aflede ladede partikler og skabe et kunstigt bueskok omkring Jorden. I denne forstand, dette skjold ville beskytte Jordens på en måde, der ligner, hvad dets magnetfelt allerede gør, men med større effekt.

Baseret på deres vurdering, Lingham og Loeb angiver, at et sådant skjold er teknisk muligt med hensyn til dets grundlæggende fysiske parametre. De var også i stand til at give en rudimentær tidslinje for konstruktionen af ​​dette skjold, for ikke at tale om nogle grove omkostningsvurderinger. Som Loeb angav, sådan et skjold kunne bygges, før dette århundrede er forbi, og til en brøkdel af omkostningerne ved, hvad der ville blive afholdt ved solskader.

"Ingeniørprojektet forbundet med det magnetiske skjold, som vi foreslår, kan tage et par årtier at konstruere i rummet, "sagde han." Omkostningerne ved at løfte den nødvendige infrastruktur til rummet (vægtning 100, 000 tons) vil sandsynligvis være i orden 100 milliarder dollars, meget mindre end den forventede skade over et århundrede. "

Interessant nok, tanken om at bruge et magnetisk skjold til at beskytte planeter er tidligere blevet foreslået. For eksempel, denne type skjold var også genstand for en præsentation på årets "Planetary Science Vision 2050 Workshop", som var vært for NASAs Planetary Science Division (PSD). Dette skjold blev anbefalet som et middel til at forbedre Mars 'atmosfære og lette besætningsmission til dens overflade i fremtiden.

I løbet af præsentationen, med titlen "A Future Mars Environment for Science and Exploration", NASA -direktør Jim Green diskuterede, hvordan et magnetisk skjold kunne beskytte Mars 'svage atmosfære mod solvind. Dette ville gøre det muligt at genopbygge over tid, hvilket ville have den ekstra fordel at varme Mars op og lade flydende vand igen strømme på overfladen. Hvis dette lyder som forslag til terraforming af Mars, det er fordi det er.

Ud over Jorden og solsystemet, konsekvenserne for denne undersøgelse er ret overvældende. I de seneste år, mange terrestriske planeter er fundet i kredsløb inden for nærliggende M-type (aka. rød dværg) stjernesystemer. På grund af den måde, hvorpå disse planeter kredser tæt om deres respektive soler, og variablen og ustabil karakter af stjerner af M-typen, forskere har udtrykt tvivl om, hvorvidt disse planeter rent faktisk kunne være beboelige.

Kort sagt, forskere har vovet det i løbet af milliarder af år, stenede planeter, der kredser tæt på deres soler, er tidslåst med dem, og er udsat for regelmæssige solblusser ville miste deres atmosfære. I denne henseende, magnetiske skjolde kan være en mulig løsning på at skabe kolonier uden for solenergi. Placer et stort skjold i kredsløb ved L1 Lagrange -punktet, og du behøver aldrig bekymre dig mere om kraftige magnetiske storme, der hærger planeten!

Oven i købet, denne undersøgelse tilbyder en mulig løsning på Fermi Paradox. Når man leder efter tegn på ekstra-terrestrisk intelligens (ETI), Det kan være fornuftigt at overvåge fjerne stjerner for tegn på et magnetisk skjold i kredsløb. Som professor Leob forklarede, sådanne strukturer kan allerede være blevet opdaget omkring fjerne stjerner, og kunne forklare nogle af de usædvanlige observationer astronomer har foretaget:

"Aftrykket af et skjold bygget af en anden civilisation kan involvere de ændringer, det fremkalder i værtsstjernens lysstyrke på grund af okkultation (lignende adfærd til Tabbys stjerne), hvis strukturen er stor nok. Situationen kan ligne Dysons sfærer, men i stedet for at høste stjernens energi er formålet med infrastrukturen at beskytte en teknologisk civilisation på en planet mod dens værtsstjernes blusser. "

Det er en forudgående konklusion, at efterhånden som tiden og teknologien skrider frem, menneskehedens tilstedeværelse i (og afhængighed af) rummet vil stige. Som sådan, forbereder sig på de mest drastiske rumvejrhændelser, solsystemet kan kaste på os, giver bare mening. Og når det kommer til de store spørgsmål som "er vi alene i universet?", it also makes sense to take our boldest concepts and proposals and consider how they might point the way towards extra-terrestrial intelligence.