태양 차단: 기후 변화 완화를 돕기 위해 소행성에 묶인 태양광 우산

작성자: 마노아 하와이 대학교 2023년 8월 7일

지구는 급속한 온난화를 겪고 있으며, 천문학자 István Szapudi는 지구에 닿는 햇빛을 줄이기 위해 묶인 소행성을 균형추로 사용하는 태양 보호막 개념을 제안했습니다. 이 혁신적인 아이디어는 방패의 질량을 이전 설계보다 100배 이상 가벼워지게 하며, 지구에서 발사해야 하는 유일한 부품의 무게는 약 35,000톤입니다. 출처: Brooks Bays/UH Institute for Astronomy

지구는 급속히 따뜻해지고 있으며 과학자들은 기후 변화의 영향을 줄이기 위해 다양한 방법을 개발하고 있습니다. 하와이 대학교 천문학 연구소의 천문학자인 István Szapudi는 균형추로 묶여 포획된 소행성과 결합하여 지구에 닿는 햇빛의 양을 줄이기 위한 태양 보호막이라는 독특한 접근 방식을 제안했습니다. 이 접근 방식을 사용하는 엔지니어링 연구는 수십 년 내에 기후 변화를 완화할 수 있는 실행 가능한 설계를 만들기 위해 지금 시작될 수 있습니다.

"테더링된 차양막을 이용한 태양 복사 관리"라는 논문은 최근 미국 국립과학원 회보(Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 게재되었습니다.

지구 온도를 낮추는 가장 간단한 방법 중 하나는 태양빛의 일부를 지구에 차단하는 것입니다. 태양 보호막이라고 불리는 이 아이디어는 이전에 제안되었지만 중력의 균형을 맞추고 태양 복사 압력이 날아가는 것을 방지할 만큼 거대한 보호막을 만드는 데 필요한 많은 양의 무게로 인해 가장 가벼운 재료조차도 엄청나게 비쌉니다.

Szapudi의 창의적인 솔루션은 두 가지 혁신으로 구성됩니다. 하나는 거대한 방패 대신 묶인 균형추로 전체 질량을 100배 이상 줄이는 것과 포획된 소행성을 균형추로 사용하여 대부분의 질량이 지구에서 발사되는 것을 방지하는 것입니다.

균형추로 소행성에 묶여 있는 태양광 보호막을 예술가가 표현한 것입니다. 출처: Brooks Bays/UH Institute for Astronomy

“하와이에서는 많은 사람들이 낮에 걸을 때 햇빛을 차단하기 위해 우산을 사용합니다. 나는 우리가 지구를 위해 같은 일을 하여 임박한 기후 변화의 재앙을 완화할 수 있을까?”라고 생각했습니다. 사푸디가 말했다.

Szapudi는 지구 온도의 재앙적인 상승을 방지하는 데 필요한 양인 태양 복사량을 1.7% 줄이겠다는 목표로 시작했습니다. 그는 태양을 향해 묶인 균형추를 배치하면 방패와 균형추의 무게를 약 350만 톤으로 줄일 수 있다는 것을 발견했습니다. 이는 묶이지 않은 방패에 대한 이전 추정치보다 약 100배 더 가벼워졌습니다.

이 숫자는 여전히 현재 발사 능력을 훨씬 넘어서는 것이지만, 무게의 1%(약 35,000톤)만이 방패 자체가 될 것이며, 이것이 지구에서 발사되어야 하는 유일한 부품입니다. 더 새롭고 가벼운 소재를 사용하면 실드의 질량을 더욱 줄일 수 있습니다. 전체 질량의 나머지 99%는 균형추로 사용되는 소행성이나 달 먼지일 것입니다. 이러한 묶인 구조는 다른 쉴드 디자인보다 구축 및 배포가 더 빠르고 저렴합니다.

Today’s largest rockets can only lift about 50 tons to low Earth orbit, so this approach to solar radiation management would be challenging. Szapudi’s approach brings the idea into the realm of possibility, even with today’s technology, whereas prior concepts were completely unachievable. Also, developing a lightweight but strong grapheneGraphene is an allotrope of carbon in the form of a single layer of atoms in a two-dimensional hexagonal lattice in which one atom forms each vertex. It is the basic structural element of other allotropes of carbon, including graphite, charcoal, carbon nanotubes, and fullerenes. In proportion to its thickness, it is about 100 times stronger than the strongest steel." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]">쉴드와 균형추를 연결하는 그래핀 밧줄이 중요합니다.