太空中的遮陽傘
在太空安放萬億個有小孔的氮化硅圓盤,可以組成十萬千米長、面向太陽的遮陽傘群,阻擋部分陽光。但這種方法會花費大量時間和金錢。
探索發現頻道為J·羅杰·P·安杰爾(J. Roger P. Angel)出資建造了一個直徑1.3厘米的氮化硅陶瓷圓盤。這個打了很多小孔的透明圓盤厚約0.25 微米,只有保鮮膜厚度的1/40,卻比保鮮膜硬得多。安杰爾是亞利桑那大學史都華天文臺鏡片實驗室主任,也是知名的望遠鏡鏡片和光學設備開發者。因此,用制作高性能汽車軸承的原料來制作這種圓盤狀光學設備這一想法,很符合他的身份。幾年前,安杰爾的妻子問他是否可以為全球變暖做些事情。安杰爾作出了回答,他重新審視了一個舊的地球工程學提議,但用獨創性的想法對它進行了改造。
那個古老的提議要求在地球的第一拉格朗日點,也就是L1 處,安置一把遮陽傘。L1 距離地球約150 萬千米,處在朝向太陽的方向(在第一拉格朗日點上,物體受到的太陽引力與來自地球的引力大小相等)。位于L1 處的一把遮陽傘,可以在整個地球上投下一片均勻的陰影,而且不會污染大氣。
根據安杰爾的設計,這把太空遮陽傘不是一艘太空船,而是萬億個氮化硅圓盤——每塊圓盤直徑0.6 米,配備了計算機和導航系統,總重量不超過1 克[安杰爾指出,黑脈金斑蝶(Monarch butterfly)的體重小于1克,但它們能飛行數千千米回到墨西哥的繁殖地]。這些“飛盤”可以每100 萬個一組,通過主要位于地下的1.6 千米長的電磁線感應圈炮發射升空,每分鐘發射一次的話,大約要花30 多年。安杰爾建議,從地球發射的遮陽傘總重量應控制在2,000 萬噸以下。盡管這差不多相當于國際空間站當前質量的7 萬倍,但所有發射到太空的物質都是必不可少的,沒有任何多余。
高效的離子推進器將攜帶每一組飛盤從地球軌道飛向L1。在那里,這些飛盤將像發牌一樣,被分散成長十萬千米、面向太陽的遮陽傘群。負責“看管”這群飛盤的守護衛星(Shepherd Satellite)將建立起一個局域的全球定位系統,每個飛盤都攜帶了一面鏡子作為太陽帆,防止自己飄離遮陽傘群。太陽光子可以徑直通過每個飛盤上的氮化硅,也可以從飛盤的小孔中穿過,后一種光子的相位要比前一種光子稍稍提前一些。因此這兩種光子會發生相消干涉(interfere destructively),進而阻擋一部分本應到達地球的光線,并將其中大約2% 的光線散射到地球兩側。
很難說安杰爾對于他的想法有多認真。他興致勃勃地說:“這不是一個快速廉價的方案。”實際上,根據威格利的粗略估算,一把太空遮陽傘要花費5 萬億美元,這“完全是不可能實現的”。卡爾代拉說:“相比要付出這么大的代價而言,建造風力渦輪和太陽能設備可能更容易些。”安杰爾本人似乎也同意這個觀點。最近他花費大量時間試圖想出集中太陽光的辦法,來提高光電轉換效率。畢竟,正如他所指出的那樣,任何一種遮陽傘都會浪費太陽能。(節選自《環球科學》2008年12期)
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