Μπορούν οι αστεροειδείς να μειώσουν την μέση θερμοκρασία της Γης

… χωρίς να την καταστρέψουν;

Η τεχνική της βαρυτικής υποβοήθησης συνήθως αναφέρεται στην επιτάχυνση των διαστημικών σκαφών, χωρίς την κατανάλωση επιπλέον καυσίμων, έτσι ώστε αυτά να φτάνουν γρηγορότερα στους πιο μακρινούς προορισμούς του ηλιακού μας σύστημα. Η τεχνική προτάθηκε για πρώτη φορά σε δημοσίευση από τον Yuri Kondratyuk το 1938. Όμως, στις αρχές της δεκαετίας του 1960 ο Μάικλ Μίνοβιτς (Michael A. Minovitch), ένας νεαρός μεταπτυχιακός φοιτητής στο Εργαστήριο Αεριώθησης (JPL) της NASA, πραγματοποίησηε ακριβείς υπολογισμούς βαρυτικής υποβοήθησης διαστημικών σκαφών, χρησιμοποιώντας στην εργασία του τον ισχυρότερο υπολογιστή της εποχής, έναν IBM 7090.

Η ‘βαρυτική υποβοήθηση’ (gravity assist) του διαστημικού σκάφους Voyager 1 από τον πλανήτη Δία. H τροχιά του Voyager 1 από τις 5 Σεπτεμβρίου του 1977 έως στις 30 Δεκεμβρίου 1981, απεικονίζεται με κόκκινο χρώμα. Με μπλε χρώμα η τροχιά της Γης, γαλάζιο η τροχιά του Δία και πράσινο η τροχιά του Ποσειδώνα.

Η βαρυτική υποβοήθηση βασίζεται σε μια προσεκτικά υπολογισμένη μανούβρα, κατά την οποία το διαστημικό σκάφος περνάει πίσω από έναν πλανήτη (ή δορυφόρο) και εκμεταλλεύεται τη βαρύτητά του για να βγει από την άλλη πλευρά με μεγαλύτερη ταχύτητα. Κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες, όταν το σκάφος κινείται προς την ίδια κατεύθυνση προς την οποία ταξιδεύει ο πλανήτης, ένα πέρασμα ακριβείας μπορεί να δώσει επιπλέον ορμή και ταχύτητα στο σκάφος και να το εκτοξεύσει προς νέα κατεύθυνση σαν σφεντόνα. Αυτό φυσικά σημαίνει ότι το σκάφος αποκτά επιπλέον ενέργεια. Και, όσο κι αν ακούγεται απίστευτο, η ενέργεια αυτή στην πραγματικότητα αφαιρείται από την ενέργεια του ίδιου του πλανήτη, μειώνοντας έστω και απειροελάχιστα την ταχύτητά του.

Ένα φαινόμενο ανάλογο με την «βαρυτική υποβοήθηση» (διαβάστε σχετικά εδώ: gravity assist)

Σύμφωνα με μια πρόσφατη άσκηση επί χάρτου (Gravity-Assist as a Solution to Save Earth from Global Warming) του Sohrab Rahvar, η βαρυτική υποβοήθηση των αστεροειδών θα μπορούσε να αυξήσει την μέση απόσταση Γης – Ήλιου, έτσι ώστε να μειωθεί η μέση θερμοκρασία της Γης και να αποφευχθεί η αναμενόμενη υπερθέρμανση του πλανήτη μας!

Η κύρια ζώνη των αστεροειδών

Οι περισσότεροι από τους αστεροειδείς του ηλιακού συστήματος έχουν την ίδια φορά κίνησης με τους πλανήτες. Το ζητούμενο στους υπολογισμούς του Rahvar είναι να μικρύνουν οι τροχιές των αστεροειδών αλληλεπιδρώντας βαρυτικά με την Γη, έτσι ώστε να αυξηθεί η απόσταση της Γης από τον Ήλιο. Επιπλέον, για τον κατάλληλο έλεγχο των αστεροειδών ώστε να κατευθυνθούν από την κύρια ζώνη ακολουθώντας σπειροειδείς τροχιές προς την τροχιά του Άρη, προτείνεται η χρήση προωθητικών κινητήρων ή ηλιακών ιστίων. Η χρονική κλίμακα για την μείωση της τροχιάς είναι περίπου 70 χρόνια για έναν αστεροειδή βάρους 1010 κιλών. Όμως, η χρήση των μηχανών πρόωσης στους αστεροειδείς θα μειώσει αυτό το χρονικό διάστημα, μέσα στο οποίο θα μπορούσαν να επιτευχθούν ελιγμοί βαρυτικής σκέδασης περισσότερων αστεροειδών.

Άραγε, πόσο πρέπει να αυξηθεί η απόσταση της Γης από τον Ήλιο ώστε η θερμοκρασία της να μειωθεί, ας πούμε κατά 3οC;

Μπορούμε εύκολα να υπολογίσουμε την ηλιακή ενέργεια που προσπίπτει ανά δευτερόλεπτο ανά τετραγωνικό μέτρο στην επιφάνεια της Γης από την εξίσωση I= \sigma \cdot T_{S}^{4} \left(\frac{R_{S}}{r} \right)^{2} \sim \frac{1}{r^{2}}, όπου r η μέση απόσσταση Γης-Ήλιου (η απόδειξη ΕΔΩ). Σύμφωνα με το απλούστερο κλιματικό μοντέλο η μέση θερμοκρασία της Γης υπολογίζεται από την εξίσωσης: T= \sqrt[4]{\frac{I(1-a)}{4\sigma (1-\epsilon/2)}} \sim \sqrt[4]{I}.

Συνδυάζοντας τις δυο παραπάνω εξισώσεις παίρνουμε ότι: rτελ=rαρχ∙(Tαρχ/Tτελ)2 όπου rτελ, rαρχ η τελική και η αρχική μέση απόσταση Γης-‘Ηλιου και Tτελ, Tαρχ η τελική και αρχική μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια της Γης. Αν Ταρχ=288 Κ ή 15οC και rαρχ=150∙106 km, για να μειωθεί η μέση θερμοκρασία στην επιφάνεια της Γης κατά 3οC, η μέση απόσταση Γης-Ήλιου πρέπει να αυξηθεί κατά 2% περίπου ή γύρω στα 3 εκατομμύρια χιλιόμετρα.

Φαίνεται λοιπόν με μια πρώτη ματιά, ότι με την βαρυτική βοήθεια των αστεροειδών (εφόσον αποφευχθούν ατυχήματα, όπως η πρόσκρουσή τους στη Γη ή ο εκτροχιασμός της ή άλλες παρενέργειες), θα μπορούσαμε να αυξήσουμε την μέση απόσταση Γης-Ήλιου και να μειώσουμε την ηλιακή ενεργειακή ροή προς την Γη. Κι όταν αποκατασταθεί η νέα θερμική ισορροπία στον πλανήτη, η μέση θερμοκρασία του θα έχει μειωθεί αντίστοιχα, χωρίς να μας απασχολούν οι εκπομπές των αερίων θερμοκηπίου 😉

διαβάστε περισσότερες λεπτομέρειες https://arxiv.org/pdf/2201.02879.pdf

(νεώτερη ενημέρωση 13/1/22)

Εν τω μεταξύ, σύμφωνα με το ΑΠΕ ένας μεγάλων διαστάσεων αστεροειδής, διαμέτρου περίπου ενός χιλιομέτρου, πλησιάζει τη Γη. Δεν ξέρουμε ποια θα είναι η συνεισφορά του στην ,,,μείωση της θερμοκρασίας της Γης, το σίγουρο είναι ότι δεν θα πέσει στον πλανήτη μας, αλλά θα περάσει στις 18 Ιανουαρίου σε απόσταση ασφαλείας σχεδόν δύο εκατομμυρίων χιλιομέτρων, περίπου πενταπλάσια από την απόσταση Γης-Σελήνης – όχι πάντως και τόσο μεγάλη για έναν αστεροειδή αυτού του μεγέθους.   Ο μεγάλος διαστημικός βράχος με την ονομασία «7482 (1994 PC1)» κινείται με ταχύτητα 70.415 χιλιομέτρων την ώρα και δεν θα ξαναπλησιάσει τόσο τη Γη στον αιώνα αυτό, σύμφωνα με τους υπολογισμούς που έκαναν οι αστρονόμοι της Αμερικανικής Διαστημικής Υπηρεσίας (NASA). Είχε ανακαλυφθεί το 1994 και διαπιστώθηκε ότι συμπληρώνει μια περιφορά γύρω από τον Ήλιο κάθε 572 μέρες. Το 1933 είχε πλησιάσει περισσότερο τη Γη, σε απόσταση 1,1 εκατ. χλμ., ενώ δεν θα ξαναβρεθεί τόσο κοντά έως το 2105, σύμφωνα με τις εκτιμήσεις της NASA και του Caltcech.    Ο αστεροειδής ταξινομείται από τη NASA ως δυνητικά επικίνδυνος, χαρακτηρισμός που δίνεται σε κάθε αστεροειδή διαμέτρου άνω των 140 μέτρων, ο οποίος πλησιάζει σε απόσταση μικρότερη των 7,5 εκατομμυρίων χιλιομέτρων από την τροχιά της Γης γύρω από τον Ήλιο.



Κατηγορίες:ΒΑΡΥΤΗΤΑ, ΔΙΑΣΤΗΜΑ, ΧΩΡΙΣ ΦΥΣΙΚΗ ΔΕΝ ΚΑΤΑΝΟΕΙΣ ΤΗΝ ΚΛΙΜΑΤΙΚΗ ΑΛΛΑΓΗ

Ετικέτες: , ,

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Google

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: