Dùng ô khổng lồ che Trái đất để chống biến đổi khí hậu
Kiến thức - Học thuật - Ngày đăng : 16:42, 01/08/2023
Giảm thiểu biến đổi khí hậu trên Trái đất là một thách thức nghiêm trọng đến mức các nhà khoa học đang nghiên cứu nghiêm túc mọi phương án mà họ có thể nghĩ ra.
Ý tưởng mới nhất thật hoang đường… nhưng nó không nằm ngoài khả năng. Nhà thiên văn học Istvan Szapudi, từ Viện Thiên văn học thuộc Đại học Hawaii, cho rằng chúng ta có thể dùng cách nào đó tóm được một tiểu hành tinh, đặt nó trước Trái đất và gắn một chiếc ô (dù) khổng lồ vào đó để chặn một phần ánh sáng của Mặt trời.
Lá chắn năng lượng mặt trời không phải là một ý tưởng mới. Nhưng những thay đổi của Szapudi sẽ giảm đáng kể chi phí cũng như độ khó khi thực hiện, đưa giải pháp lá chắn tiến gần thực tế hơn cả.
Szapudi giải thích: “Ở Hawaii, nhiều người dùng ô để che nắng khi đi dạo vào ban ngày. Tôi đang nghĩ, liệu ta có thể làm điều tương tự đối với Trái đất và từ đó giảm thiểu thảm họa biến đổi khí hậu sắp xảy ra?".
Ý tưởng về tấm chắn năng lượng mặt trời không phải là tầm phào. Nếu tấm chắn đó chỉ chặn một phần nhỏ ánh sáng mặt trời liên tục chiếu xuống Trái đất, thì nó cũng có thể đủ để chống lại sự gia tăng nhiệt độ. Có lẽ nó không phải là một giải pháp triệt để, nhưng là một giải pháp “tình thế”, để cho con người có thêm thời gian xử lý những thứ ở Trái đất.
Vấn đề là cái ô khổng lồ sẽ cần một khối lượng đủ lớn làm điểm tựa như mỏ neo để ngăn không cho nó bị gió mặt trời và áp suất bức xạ thổi bay, đồng thời để ổn định lực hấp dẫn. Tất nhiên, việc đưa khối lượng lớn như vậy vào không gian sẽ rất khó khăn và tốn kém.
Tuy nhiên, nếu khối lượng làm điểm tựa đã ở ngoài đó thì sao? Đây là khởi đầu cho ý tưởng về việc bắt giữ một tiểu hành tinh và gắn chiếc ô lá chắn vào nó. Szapudi đã tính toán rằng việc đặt lá chắn Mặt trời tại quỹ đạo của điểm L1 Lagrangian sẽ giảm tổng khối lượng của tấm chắn và đối trọng làm điểm tựa xuống chỉ còn 3,5 triệu tấn.
Lagrangian L1 là một điểm ổn định hấp dẫn tương đối được tạo ra bởi sự tương tác giữa Trái đất và Mặt trời. Lực hấp dẫn do hai thiên thể gây ra duy trì trạng thái cân bằng tại các điểm Lagrange. Do vậy, nếu đặt được lá chắn ở vị trí này sẽ giảm thiểu mức độ điều chỉnh cần thiết để duy trì trạng thái cân bằng.
Mỗi hệ hai vật thể có 5 Lagrangian; trong đó L1 nằm ngay giữa Trái đất và Mặt trời là nơi có tính chất ổn định nhất, là nơi hoàn hảo để đặt tấm chắn năng lượng mặt trời.
Khối lượng 3,5 triệu tấn đó nghe có vẻ rất lớn, nhưng nó nhỏ hơn khoảng 100 lần so với ước tính trước đây đối với một tấm chắn. Và chỉ 1% trong số 3,5 triệu tấn là trọng lượng lá chắn thực sự, tức khoảng 35.000 tấn. Khối lượng còn lại sẽ do tiểu hành tinh "đóng góp". Hơn nữa, còn có thể giảm trọng lượng của tấm chắn hơn bằng các vật liệu nhẹ hơn như graphene. Tất nhiên, điều đó vẫn sẽ khó thực hiện nếu biết trọng tải tối đa của tên lửa hiện tại khó đạt được con số 35.000 tấn.
Tàu phóng giữ kỷ lục hiện tại là Saturn V, đã đưa 140 tấn vào quỹ đạo thấp của Trái đất trong kỷ nguyên Apollo. Thậm chí, tên lửa khổng lồ SpaceX Starship hiện đại nhất của con người cũng chỉ có công suất "ship" tối đa 250 tấn lên không gian.
Tuy nhiên, ý tưởng mới này có thể tiến xa hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Còn rất nhiều việc phải làm, nhưng Szapudi nghĩ rằng nếu bắt đầu nghiên cứu và phát triển ngay từ bây giờ, ta có thể thực hiện nó trước khi quá muộn đối với khí hậu.
Mặc dù người ta đã tính toán rằng việc chặn khoảng 1 đến 2% ánh nắng mặt trời là đủ để làm mát hành tinh, Szapudi cẩn thận cho rằng "cách tiếp cận thận trọng hơn sẽ sử dụng dữ liệu lịch sử". Cho đến giờ ta cũng khó lường hết những hậu quả nếu chắn một lượng ánh sáng từ Mặt trời xuống Trái đất. Chẳng hạn việc này có thể gây ra kỷ băng hà đến sớm hay không. Nếu kỷ băng hà đến khiến Trái đất thành hành tinh băng thì con người cũng khó sống sót.
Do đó, ý tưởng của Szapudi sẽ cần phải mở rộng, ban đầu giảm ánh sáng xuống chỉ 0,24% trong khi có thể điều chỉnh tăng lên trong phạm vi khoảng 1,7%. Lá chắn cũng cần phải dễ dàng thay đổi mức độ che để khi cần thì Trái đất vẫn được "tắm nắng".