在當今快節奏的現代世界,人類活動非常依賴電力基礎設施。 如果電網癱瘓,我們的氣候控制系統將關閉,我們的電腦將死亡,所有電子形式的商業和通訊將停止。
但除此之外,21 世紀的人類活動也越來越依賴近地軌道 (LEO) 的基礎設施。
除了目前在太空中的許多電信衛星外,還有國際太空站和一組 GPS 衛星。
正是由於這個原因,太陽耀斑活動被認為是一種嚴重的危害,而緩解它是當務之急。 為了解決這個問題,哈佛大學的一群科學家最近發布了一項研究這提出了一個大膽的解決方案? 在軌道上放置一個巨大的磁屏蔽。
研究 ? 這是哈佛史密森天文物理學家中心 (CfA) 的 Manasavi Lingam 和 Abraham Loeb 的工作? 最近出現在網路上,標題為“未來太陽耀斑的影響與緩解策略」。
正如他們所解釋的那樣,太陽耀斑在當今世界構成了特別嚴重的風險,並且由於人類在近地軌道上的存在不斷增加,這一威脅將變得更加嚴重。
自從著名的太陽耀斑事件以來,150 多年來,太陽耀斑一直受到人們的關注。卡靈頓活動1859 年。
由於過去 200 年來天文學和太空探索方面的進步,人們對「太空天氣」現像有了很多了解。
同時,人類對電力和天基基礎設施的日益依賴也使我們更容易受到極端太空天氣事件的影響。
事實上,如果卡林頓事件在今天發生,估計會對全球電網、衛星通訊和全球供應鏈造成損害。
據一份報告稱,全球累計經濟損失2009年報告太空研究委員會提出的「嚴重太空天氣事件?了解社會和經濟影響」)預計將造成 10 兆美元的損失,並且恢復需要數年時間。
然而,正如勒布透過電子郵件向《今日宇宙》解釋的那樣,與其他可能的威脅相比,這種來自太空的威脅受到的關注要少得多。
「就來自天空的風險而言,過去的大部分注意力都集中在小行星上,」勒布說。
“他們殺了它們過去和未來的物理影響是一樣的,除非它們的軌道發生偏轉。 然而,太陽耀斑對生物的影響很小,其主要影響是對技術的影響。
“但一個世紀前,周圍沒有太多的技術基礎設施,而技術正在呈指數級增長。因此,過去和未來的損害是高度不對稱的。”
為了解決這個問題,林厄姆和勒布開發了一個簡單的數學模型來評估太陽耀斑活動隨時間推移造成的經濟損失。 該模型基於兩個因素考慮了技術基礎設施受損的風險不斷增加。
首先,他們考慮了太陽耀斑的能量隨著時間的推移而增加的事實,然後再加上科技和 GDP 的指數成長。
他們確定,在更長的時間尺度上,罕見的、非常強大的太陽耀斑類型變得更有可能發生。
再加上人類在近地軌道上的存在和對太空船和衛星的依賴不斷增加,這將在未來的某個地方加劇危險的結合。 或如勒布所解釋的:
「我們預測,在~150年內,將會發生一場事件,其造成的損失相當於美國目前約20萬億美元的GDP,並且在以後的時間裡,損失將呈指數級增長,直到技術發展飽和。
「這樣的預測以前從未嘗試過。我們還提出了一個新的想法,即如何通過磁屏蔽減少高能粒子的損害。這是我的想法,以前沒有提出過。”
為了解決這一日益增長的風險,林厄姆和勒布也考慮了在地球和太陽之間放置磁屏蔽的可能性。
此防護罩將放置在地球-太陽位置拉格朗日點 1,它將能夠偏轉帶電粒子並在地球周圍產生人造弓震。
從這個意義上說,這個屏蔽將以類似於地球磁場的方式保護地球,但效果更大。
根據他們的評估,Lingham 和 Loeb 表示,就其基本物理參數而言,這種防護罩在技術上是可行的。
他們還能夠提供建造該防護罩的基本時間表,更不用說一些粗略的成本評估了。
正如勒布所指出的那樣,這樣的防護罩可以在本世紀結束之前建造出來,而且成本只是太陽耀斑損害的一小部分。
「我們提議的與磁屏蔽相關的工程項目可能需要幾十年的時間才能在太空中建造,」他說。
「將所需的基礎設施(重達 10 萬噸)提升到太空的成本可能高達 1000 億美元,遠低於一個世紀以來預期的損失。”
有趣的是,利用磁屏蔽來保護行星的想法之前就已經被提出過。 例如,這種類型的防護罩也是今年「行星科學願景 2050 研討會”,由 NASA 主辦行星科學部(PSD)。
這個盾牌被推薦作為增強的手段「大氣層並促進未來載人任務前往其表面。
在演講過程中,題為“用於科學和探索的未來火星環境”,美國宇航局局長吉姆·格林討論了磁屏蔽如何保護火星稀薄的大氣層免受太陽風的影響。
這將使其能夠隨著時間的推移進行補充,這將帶來額外的好處,即使火星變暖並允許液態水再次在其表面流動。 如果這聽起來類似於改造火星,那是因為它是!
除了地球和太陽系之外,這項研究的影響是巨大的。 近年來,人們發現許多類地行星在附近的 M 型(又稱紅矮星)恆星系統內繞軌道運行。
由於這些行星的軌道距離各自的太陽很近,以及 M 型恆星的多變和不穩定的性質,科學家們對這些行星是否真的適合居住表示懷疑。
簡而言之,科學家們冒險認為,在數十億年的時間裡,靠近太陽運行、與太陽潮汐鎖定並經常受到太陽耀斑影響的岩石行星將失去大氣層。 在這方面,磁屏蔽可能是創建太陽系外殖民地的一個可能的解決方案。
在 L1 拉格朗日點的軌道上放置一個大型防護罩,您就再也不用擔心強大的磁暴肆虐地球了!
最重要的是,這項研究為以下問題提供了一個可能的解決方案:。 在尋找外星智慧生物 (ETI) 的跡象時,監測遙遠恆星是否存在繞軌道磁屏蔽的跡象可能是有意義的。
正如萊奧布所解釋的那樣,這種結構可能已經在遙遠的恆星周圍被發現,並且可以解釋天文學家所做的一些不尋常的觀察:
「如果結構足夠大,另一個文明建造的盾牌的印記可能會涉及到由於掩星而引起的主星亮度的變化(與塔比星的行為類似)。”
「這種情況可能類似於戴森球體,但基礎設施的目的不是收集恆星的能量,而是保護行星上的技術文明免受其主恆星耀斑的影響。”
眾所周知,隨著時間和技術的進步,人類在太空中的存在(以及對太空的依賴)將會增加。 因此,為太陽係可能為我們帶來的最劇烈的太空天氣事件做好準備是有意義的。
當談到「宇宙中只有我們嗎?」這樣的重大問題時,採用我們最大膽的概念和建議並考慮它們如何為外星智慧指明道路也是有意義的。