Kürzlich wurde ein Unternehmen des ehemaligen SpaceX-Mitarbeiters Ben Nowack – namens Reflect Orbital – gegründet. angekündigt dass es nun bereit ist, riesige Spiegel im Weltraum zu platzieren, um das Sonnenlicht in bodengestützten Solarparks zu reflektieren. Dies ist eine Idee, die es bereits seit hundert Jahren gibt, sowohl um die Nacht zu besiegen, indem Sonnenlicht auf die Oberfläche reflektiert wird, als auch um dasselbe Sonnenlicht abzuwehren und die Oberflächentemperatur zu senken. Die zentrale Frage hier ist vielleicht, welche Auswirkungen es hätte, wenn die Sonneneinstrahlung in einem so großen Maßstab wie vorgeschlagen hinzugefügt oder verringert (oder beides) hinzugefügt würde.

Wir kennen die Auswirkungen der Lichtverschmutzung beispielsweise durch Städte und Straßenbeleuchtung bereits, was darauf hindeutet, dass Lichtverschmutzung ein stark negativer Faktor für das Überleben vieler Arten ist. Mittlerweile ist ein Rückgang der Sonneneinstrahlung bereits Teil der Jahreszeiten Herbst und Winter. Unbestreitbar ist, dass die Sonnenstrahlen für das Leben auf der Erde von wesentlicher Bedeutung sind, während der Tag-Nacht-Zyklus (sowie die Jahreszeiten), der durch die Erdrotation entsteht, ein wesentlicher Bestandteil von allem ist, vom Schlaf- und Winterschlafzyklus bis hin zur Fortpflanzung unzähliger Arten von Pflanzen, Insekten, Säugetieren und den beliebtesten gefiederten Theropoden.

Haben weltraumgestützte Spiegel angesichts dieser Effekte und der enormen finanziellen Investitionen überhaupt einen Sinn?

Die Nacht ist verschwunden

Von allen vorgeschlagenen weltraumgestützten Reflektoren und Deflektoren ist der einzige, der es über das theoretische Stadium hinaus in die Erprobung geschafft hat Sowjetische Ära Znamja ('Banner') Satellit. Dies war ursprünglich ein Solarsegelprojekt von Wladimir Syromyatnikov, Wer würde versuchen, Geld dafür zu bekommen, indem er es 1988 der Führung der UdSSR als Möglichkeit vorschlug bring Sonnenschein in die nördlichen Regionen der UdSSR mit ihren kurzen, kalten Tagen. Dies würde die Tageslichtstunden für Arbeiten im Freien verlängern und möglicherweise auch in Großstädten Anwendung finden, wodurch die Nacht effektiv verdrängt und die Notwendigkeit einer Straßen- und Innenbeleuchtung entfällt.

Nicht allzu lange nach Beginn dieses Znamya-2-Projekts brach die UdSSR zusammen, aber wie so viele Teile des Raumfahrtprogramms der UdSSR sollte Znamya 2 unter der Schirmherrschaft neu gegründeter russischer Unternehmen in den unsicheren Jahren der 1990er Jahre weiterleben. Mit der UdSSR Ich Da sich die Raumstation noch im Orbit befand, war sie die ideale Plattform, von der aus dieser Satellit gestartet werden konnte. Als im Februar 1993 dieses Experiment stattfand fand statt, es wurde als Erfolg gewertet, da der Satellit seinen 20-Meter-Spiegel entfaltete und einen etwa 5 km großen Fleck reflektierten Lichts über Europa vor der Morgendämmerung warf.

Doch als ob die Atmosphäre ein Zeichen setzen würde, war es an diesem Tag bewölkt über Europa, und die Menschen am Boden konnten nicht viel von diesem neuen Licht am Himmel beobachten, das angeblich dem des Vollmonds ebenbürtig war. Nach diesem Experiment wurde die Satellit Znamya 2.5 vorbereitet, mit einem größeren Spiegel. Leider scheiterte der Einsatz dieses Satelliten, da der Spiegel an einer Antenne der Raumsonde Progress hängen blieb. Nach gescheiterten Versuchen, den Spiegel zu befreien, wurde der Satellit aus der Umlaufbahn gebracht und zusammen mit Znyamya 2.5 ging das Programm in Schutt und Asche.

Welche Auswirkungen hätte es gehabt, wenn die UdSSR und ihr Nachfolgestaat Hunderte oder sogar Tausende von Znamya-Satelliten in die Umlaufbahn gebracht hätten?

Lichtverschmutzung

Wie wäre eine Welt ohne Nachttarife? Dies ist auch keine rein theoretische Frage, wie diejenigen, die an oder in der Nähe der Erdpole leben, sehr wohl wissen. Doch es ist nicht nur eine Frage von Tag und Nacht, denn der Himmel wird nachts rund um den Globus jedes Jahr etwas heller. Zu diesem Zeitpunkt über ein Drittel der Weltbevölkerung kann die Milchstraße nicht sehen nachts nicht mehr, was nicht nur eine kosmetische Unannehmlichkeit darstellt, sondern auch sehr reale Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit hat. Ein Großteil davon ist darauf zurückzuführen, wie es den zirkadianen Rhythmus und dessen Aspekte, wie beispielsweise die Produktion von Melatonin, beeinflusst.

An immer mehr Beweise unterstützt die Annahme, dass die Einwirkung von (künstlichem) Licht während der Nacht die Produktion von Melatonin unterdrückt, was eine Reihe unerwünschter Auswirkungen haben kann, darunter Schlafstörungen und sogar die Entstehung von Krebs. A Überprüfungsstudie 2018 von Leena Tähkämö und Kollegen in Chronobiologie International stellt fest, dass selbst eine Erhöhung der Hintergrundbeleuchtung (selbst bei geschlossenen Augen) den Tagesrhythmus beeinflussen kann. Dies ist auch ein Problem bei schwangeren Frauen, u. a 2021 Studie von Karin Windsperger, MD und Kollegen in Birth über die Leichtigkeit der Entbindung und die Gesundheit von Neugeborenen beschreibt. Da Melatonin die Plazenta passiert, wirkt sich ein gestörter mütterlicher circadianer Rhythmus auch negativ auf die Entwicklung des Fötus aus.

Das ökologische Auswirkungen einer abnehmenden Nacht inmitten von Phänomenen wie Himmelsglühen reichen von neuen selektiven Belastungen auf nächtliche Insekten und Säugetiere – z. B. verringert Wirksamkeit der Tarnung – zum Risiko des Aussterbens ganzer Arten, etwa bei neugeborenen Schildkröten, die sich nur aus der Dunkelheit (der Küste) in Richtung der helleren Gegend (mondbeschienenes Meer) bewegen können, am Ende aber stattdessen auf hell erleuchtete Straßen kriechen Allzu oft finden sie ihren frühen Untergang. Der Fall des Post Tower in Bonn, Deutschland, zeigt deutlich, wie Vögel durch die Lichtverschmutzung von Gebäuden die Orientierung verlieren und infolgedessen mit diesen Gebäuden kollidieren können.

Ewiger Tag

In jüngster Zeit scheint der Schwerpunkt bei Weltraumspiegeln auf der Lösung des Hauptproblems von Photovoltaik-Solarparks zu liegen, nämlich der mangelnden Produktion bei Einbruch der Dunkelheit. So wie sich sowjetische Planer vorstellten, dass Holzfäller und Landwirte produktiv bei ewigem Tageslicht arbeiten würden, würden auch die heutigen Solarparks rund um die Uhr Strom produzieren. Obwohl Reflect Orbital nicht viele – wenn überhaupt – Details darüber veröffentlicht hat, wie ihre vorgeschlagene Satellitenkonstellation aussehen würde, wurde eine (durch EU-Zuschüsse Horizont 2020 unterstützte) 2024 Studie von Onur Çelik und Colin R. McInnes, veröffentlicht in Acta Astronautica, Betitelt Ein Konstellationsdesign für umlaufende Solarreflektoren zur Verbesserung der terrestrischen Sonnenenergie beschreibt einige Bereitstellungsansätze.

In dieser Arbeit werden zunächst 20 Weltraumspiegel in sonnensynchronen Umlaufbahnen am Morgen-/Dämmerungsterminator vorgeschlagen, was ziemlich typisch ist Sternbild Wanderer. Was nicht typisch ist, ist, dass die Satelliten nicht versuchen, sich in die Dunkelheit des Weltraums einzufügen, sondern stattdessen das Äquivalent von a tun Satellitenfackel auf weit über 9,000 hochgedreht. Anstelle eines Glitzerns, das einen Astronomen, der versucht, den Nachthimmel einzufangen, verärgern könnte, würde es stattdessen einen ziemlich schmalen Sonnenstrahl auf die Erdatmosphäre werfen. Da die Erdatmosphäre kein optisch transparentes Medium ist, sondern Licht bricht und streut (daher Rayleigh-Streuung und blauer Himmel), würde dies für einen Astronomen ein Himmelslicht aus der Hölle erzeugen.

Nur dieser eine Aspekt sollte genügen, um jeden von der Idee abzubringen, Weltraumspiegel auszuprobieren, um die Nacht zu vertreiben. Wenn es die Astronomie nicht noch weiter ruiniert, sollten die anderen Aspekte der Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit, die Zerstörung der Umwelt und welche aufregenden Folgen auch immer wir dadurch entdecken werden, die schieren Kosten und die Komplexität, die mit der Platzierung dieser riesigen Spiegel im Weltraum und ihrer Kontrolle verbunden sind, nachlassen irgendjemand hält inne.

Weltraumspiegel auf die Erde zu richten und ein paar PV-Solarparks zu treffen, ist eine Leistung, bei der, wenn man genau hinsieht, im Marketing und in den Studien scheinbar nie Wolken, Nebel oder andere Wetterereignisse erwähnt werden, die dazu führen, dass das Sonnenlicht nicht auch die Erdoberfläche erreicht. Mittlerweile haben wir kohlenstoffarme Energiequellen, für deren Produktion rund um die Uhr weder Weltraumspiegel noch Umweltzerstörung erforderlich sind.

Die Nacht zurückerobern

Wenn Sie Solarenergie wollen, Sie aber wegen der fehlenden Produktion rund um die Uhr im Stich gelassen werden, dann ist das der Fall Konzentrierte solarenergie (CSP) gibt es schon seit einiger Zeit. Obwohl die turmbasierte Form von CSP, wie Ivanpah in der Mojave-Wüste, schon wegen ihrer Fähigkeit, Vögel zu töten, einen schlechten Ruf hat, umgeht Parabolrinnen-CSP aufgrund des parabolischen Teils viele der Probleme, einschließlich einer weniger komplizierten Sonnennachführung . CSP verfügt in der Regel über ein eigenes thermisches Speichersystem, das dem CSP einen integrierten Energiespeicher für Stunden bietet und ihn somit zu einer schaltbaren Energiequelle macht.

Obwohl speicherlose PV-Solaranlagen früher eine höhere Rendite erzielten, werden disponible Stromquellen heutzutage höher bewertet, und das ist der Grund dafür CSP feiert ein Comeback. Diese Solaranlagen produzieren problemlos nachts Strom aus ihrer gespeicherten Wärme, eignen sich jedoch am besten für Gebiete mit viel Sonnenschein. Ähnlich wie die nicht-solare Option von Atom- und Wasserkraftwerken weisen diese nicht den Hauptfehler auf, der die Verwaltung von PV-Solaranlagen so schwierig macht, während sie gleichzeitig einsatzbereit und kohlenstoffarm sind und die Nacht und die Astronomie nicht noch mehr ruinieren, als wir es ohnehin schon getan haben bisher geschafft.

Angesichts der Bedeutung der Aufrechterhaltung des Tag-Nacht-Zyklus auf der Erde auf der Grundlage der uns vorliegenden Erkenntnisse besteht die Hoffnung, dass Weltraumspiegel niemals Realität werden und wir uns stattdessen auf Technologien konzentrieren können, die das Leben auf der Erde wirklich verbessern. Oder wenn wir wirklich PV-Solaranlagen und Satelliten herstellen wollen, können wir das tun Einen großen Haufen Geld für weltraumgestützte Solarenergie verbrennen während die kostbare Nachtzeit intakt bleibt.

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• Quelle: https://hackaday.com/2024/04/03/space-mirrors-dreams-of-turning-the-night-into-day-around-the-clock/