

在一个可能的未来,巨大的磁悬浮列车线路纵横交错在月球表面。但这些轨道上运行的不是火车。相反,这些机器像太空弹射器一样,将货物加速到超音速,然后将其抛入太空。巨大的弹射器只有一个任务:将大量的月尘抛离地球。它们的使命是阻止地球上 25 万英里外的气候变化。
所有这些尘埃将进入深空,在那里它们将经过地球和太阳之间——遮挡一部分太阳光线,从而为地球降温。尽管这个想法听起来异想天开,但它确实得到了科学界真正的关注。在 2 月 8 日发表在《PLOS Climate》杂志上的一篇论文中,研究人员模拟了如果我们尝试实现这个目标会发生什么。根据他们的计算机模型,一连串布置得当的月尘可以减少几分之一的太阳光。
这是一个绝妙的想法,但并非新颖。希望通过过滤到达地球的阳光来为地球降温,减缓全球变暖带来的千百种危害,这是一个名为“太阳能地球工程”的完整领域。设计师们提出了类似的太空概念:成群的镜子或巨大的遮阳板,跨度可达数千英里,策略性地放置,作为我们地球的遮阳伞。其他研究人员建议使用尘埃,这很有吸引力,因为作为一种原材料,它不需要任何工程努力或花费。
“我们读过一些关于先前尝试的记载,”这启发他们重新审视这项技术,史密森尼天体物理天文台的天体物理学家、该研究的作者之一斯科特·肯尼恩 (Scott Kenyon) 说。
肯尼恩和他的同事通常不会构思给行星降温的方法。他们研究的是一种截然不同的尘埃:围绕遥远、新形成的恒星聚集的那种尘埃。在这个过程中,天体物理学家意识到这些尘埃具有遮蔽作用,可以冷却其阴影下的任何东西。
“所以我们开始试验收集尘埃,以屏蔽地球免受阳光照射,”肯尼恩说。他们将模拟遥远尘埃盘的方法用于另一个更近的问题。
大多数太阳能工程的重点是改变地球的大气层。例如,我们可以向平流层喷洒气溶胶,以模仿火山爆发产生的降温效果。改变空气是有风险的,这是可以预料到的;将火山物质排入空中可能会产生不受欢迎的副作用,例如侵蚀臭氧层或播撒酸雨。
“如果你能减少到达地球的入射阳光量,那将比向平流层添加物质的干预措施更清洁,”伦敦大学学院的太阳能地球工程专家彼得·欧文 (Peter Irvine) 说,他不是该论文的作者。
然而,即使你找到了一种能够保持天空清洁的方法,该领域仍然存在争议。太阳能地球工程项目本身就会影响整个地球,无论谁控制它。许多观察家还认为,对未来万能药的承诺会削弱当前减少碳排放的压力。
正因如此,一些气候科学家反对所有太阳能地球工程。2021 年,研究人员在瑞典取消了一个太阳能地球工程气球试验,此前活动家和萨米人民的代表抗议了这次飞行,尽管设备测试本不会进行任何大气实验。
但也许有一个未来,这些障碍已经被扫除。也许世界还没有足够快地减少排放以避免日益严重的灾难;也许世界已经团结起来,并决定有必要进行如此宏大的项目。在那个未来,我们将需要大量的尘埃——每年约 100 亿公斤,接近截至本文撰写时人类发射到太空的总质量的 700 倍。
这使得月球具有吸引力:在较低的重力下,太空发射者需要更少的能量才能将物质抛离月球而不是地球。假设性的机器,如质量驱动器——那些电磁弹射器——可以在没有火箭发射的情况下完成这项工作。根据作者的说法,几平方英里的太阳能电池板就能提供它们所需的所有能源。
那些月尘不会回到地球,也不会沉降到月球轨道。相反,它们将流向拉格朗日点,这是太空中两个物体各自的引力相互抵消的点。特别是,这些月尘将飞向太阳和地球的 L1 点,该点位于太阳的方向,距离我们约 90 万英里。
在那里,所有这些尘埃将处于吸收即将到达地球的阳光的有利位置。研究估计,每年 100 亿公斤的尘埃会将光照水平降低约 1.8%——这不像日食那样剧烈,但相当于每年损失约 6 天的阳光。
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尽管 L1 的引力平衡会捕获尘埃,使其停留几天,但之后它会漂走。我们需要不断补充尘埃,就像补充天文供水一样——这也是我们需要如此大量尘埃的原因之一。
那些尘埃不会回来困扰地球。但 L1 托管着像 NASA 的SOHO 和Wind 这样的卫星,它们观测太阳或从中流出的太阳风粒子。“放置尘埃在 L1 的工程师必须避开任何卫星,以防止损坏,”肯尼恩说。
当然,这是非常遥远的未来的一种假设。在建造基础设施之前,没有人能够从月球发射任何东西,更不用说数百万吨的月尘了。虽然市场分析师已经开始计算月球经济在未来二十年的价值,但建造足够多的质量驱动器来进行令人印象深刻的月球工程可能还为时过早。
“如果我们有一个月球基地,并且在太空中做各种很酷的事情,那么我们也可以做到这一点——但这要到 22 世纪才能实现,”欧文说。与此同时,一个更直接的减缓气候变化的方法是迅速实现能源结构的脱碳和淘汰化石燃料。“气候变化,”欧文说,“是 21 世纪的问题。”