在一个可能的未来,巨大的磁悬浮线路穿过月球表面。但是这些铁轨不能承载火车。相反,像太空弹射器一样,这些机器将货物加速到超音速,并将其抛向天空。巨大的弹射器有一个任务:将成堆的月尘抛离地球。他们的任务是阻止25万英里外地球上的气候变化。
所有这些尘埃将流入深空,在地球和太阳之间穿过,并遮住部分太阳光线,使地球降温。尽管这个想法很牵强,但它得到了真正的科学关注。在2月8日发表在该杂志上的一篇论文中,研究人员模拟了如果我们试图实现它可能会发生的情况。根据他们的计算机模型,一团位置恰当的月尘可以刮掉百分之几的太阳光。
这是一个惊人的想法,但并不新鲜。过滤到达地球的阳光,希望为地球降温,使叶片变钝,造成全球变暖,这是一个被称为太阳能地球工程的整个领域。设计师们也提出了类似的太空概念:大量的镜子或巨大的遮阳伞,直径可达数千英里,战略性地放置在我们的星球上,充当遮阳伞。其他研究人员建议使用灰尘,这很有吸引力,因为作为一种原材料,它不需要付出任何努力或费用。
马萨诸塞州剑桥市史密森天体物理天文台的天体物理学家斯科特·凯尼恩(Scott Kenyon)是这项研究的作者之一,他说:“我们读过以前尝试的一些记录,”这激励他们重新研究这项技术。
凯尼恩和他的同事们通常不会想出让行星降温的方法。他们研究的是一种截然不同的尘埃:这种尘埃聚集在遥远的新形成的恒星周围。在这个过程中,天体物理学家们意识到,尘埃有一种遮蔽作用,可以冷却阴影下的任何东西。
凯尼恩说:“所以我们开始试验收集灰尘,以保护地球免受阳光照射。”他们将模拟遥远尘沙盘的方法转向了另一个离家更近的问题。
大多数太阳能工程的努力都集中在改变地球大气层上。例如,我们可以向平流层喷射气溶胶,以复制火山喷发的冷却效果。可以预见,改变空气是一件冒险的事情;将火山物质放入天空可能会产生有害的副作用,如侵蚀臭氧层或播下酸雨。
伦敦大学学院的太阳地球工程师Peter Irvine不是这篇论文的作者,他说:“如果你能减少照射到地球的阳光量,这将是比向平流层添加物质更干净的干预措施。”
然而,即使你找到了一种可以让天空变成船形的方法,这个领域也是有争议的。就其本质而言,太阳能地球工程项目将影响整个地球,无论由谁控制。许多观察人士还认为,对未来灵丹妙药的承诺消除了当前遏制碳排放的压力。
正是出于这样的原因,一些气候科学家根本反对太阳能地球工程。2021年,在活动人士和Sámi人民的代表抗议飞行后,研究人员取消了在瑞典上空进行太阳能地球工程气球的试验,尽管该设备测试不会进行任何大气实验。
但也许在未来,这些障碍会被抛诸脑后。也许世界还没有足够快地降低排放,以避免一场日益恶化的灾难;也许那时全世界已经走到一起,认为这样一个超级项目是必要的。在那个未来,我们将需要大量的尘埃——每年大约100亿公斤,接近人类迄今为止发射到太空的质量的700倍。
这使得月球具有吸引力:由于重力较低,潜在的太空发射器将质量抛离月球所需的能量比抛离地球所需的能量要少。假设像质量驱动器这样的机器——那些电磁弹射器——可以在没有火箭发射的情况下完成工作。根据作者的说法,几平方英里的太阳能电池板就能提供他们所需的所有能量。
月尘不会回到地球,也不会进入月球轨道。相反,它流向拉格朗日点,拉格朗日点是空间中两个物体各自的引力相互抵消的地方。特别是,这颗月尘正朝着太阳和地球L1飞去,L1位于太阳方向,距离我们约90万英里。
在那里,所有的尘埃都将在通往地球的道路上吸收阳光。该研究估计,这100亿公斤将使每年的光照水平下降1.8%左右——不像日食那样剧烈,但相当于每年损失约6天的阳光。
尽管L1的引力平衡会捕获尘埃,足以让它停留几天,但它随后会飘走。我们需要不断地补充尘埃,就好像它是天上的水一样——这也是我们需要这么多尘埃的原因之一。
这些尘埃不会回来困扰地球。但是L1上有像NASA的SOHO和Wind这样的卫星,它们可以观测太阳或太阳风中的粒子。凯尼恩说:“工程师们在L1上放置灰尘时必须避开任何卫星,以防止损坏。”
当然,这只是一个假设,非常遥远的未来。如果不先建立基础设施,没有人能从月球上发射任何东西,更不用说数百万吨的月尘了。虽然市场分析人士已经在计算20年后月球经济的价值,但制造足够多的大规模发动机来完成令人印象深刻的月球工程壮举可能是不可能的。
欧文说:“如果我们有一个月球基地,并在太空中做各种很酷的事情,那么我们也可以做到这一点——但那是22世纪的事情。”与此同时,减缓气候变化的一个更直接的方法是迅速地使能源网络脱碳并淘汰化石燃料。欧文说:“气候变化是21世纪的问题。”