Recentemente, una società dell’ex dipendente di SpaceX Ben Nowack – chiamata Reflect Orbital – ha annunciato che ora è pronto a mettere specchi giganteschi nello spazio per riflettere la luce solare nei parchi solari a terra. Si tratta di un'idea che esiste già da un centinaio di anni, sia allo scopo di sconfiggere la notte riflettendo la luce solare sulla superficie, sia per respingere la stessa luce solare e ridurre la temperatura superficiale. La domanda centrale qui è forse quale sarebbe l’effetto dell’aggiunta o della sottrazione (o di entrambe) dell’irradiazione solare su una scala così ampia come suggerito?

Conosciamo già gli effetti dell'inquinamento luminoso, ad esempio quello delle città e dell'illuminazione stradale, il che suggerisce che l'inquinamento luminoso è un fattore fortemente negativo per la sopravvivenza di molte specie. Nel frattempo una riduzione del soleggiamento fa già parte delle stagioni autunno e inverno. È innegabile che i raggi del Sole sono essenziali per la vita sulla Terra, mentre il ciclo giorno-notte (così come le stagioni) creato dalla rotazione terrestre costituisce parte integrante di tutto, dai cicli di sonno e ibernazione, alla riproduzione di innumerevoli specie. di piante, insetti, mammiferi e i teropodi piumati preferiti da tutti.

Tenendo presente questi effetti e i giganteschi investimenti finanziari richiesti, ha senso utilizzare gli specchi spaziali?

La notte è passata

Di tutti i riflettori e deflettori spaziali proposti, l'unico che ha superato la fase teorica fino alla fase di test è il Sovietica Znamya ("banner") satellitare. Questo era originariamente un progetto di vela solare di Vladimir Syromyatnikov, che avrebbe cercato di ottenere finanziamenti presentandolo alla leadership dell’URSS nel 1988 come un modo per farlo porta il sole nelle regioni settentrionali dell'URSS con le loro giornate corte e fredde. Ciò estenderebbe le ore diurne per il lavoro all’aperto e potenzialmente potrebbe trovare impiego anche in contesti metropolitani, allontanando di fatto la notte ed eliminando la necessità di illuminazione stradale e interna.

Non molto tempo dopo l’inizio del progetto Znamya 2, l’URSS crollò, ma come tante parti del programma spaziale dell’URSS, Znamya 2 sarebbe arrivato agli anni incerti degli anni ’1990 sotto l’egida delle compagnie russe di recente formazione. Con quello dell'URSS Mir stazione spaziale ancora in orbita, era la piattaforma ideale da cui poteva essere lanciato questo satellite. Quando nel febbraio del 1993 questo esperimento ha avuto luogo, è stato considerato un successo, con il satellite che ha aperto il suo specchio di 20 metri e ha proiettato un punto di luce riflessa di circa 5 km di diametro sull'Europa prima dell'alba.

Eppure, come se l’atmosfera stesse facendo una dichiarazione, quel giorno era nuvoloso sull’Europa, e quelli a terra non osservarono molto di questa nuova luce nel cielo, che si diceva fosse alla pari con quella della Luna piena. A seguito di questo esperimento, il Satellite Znamya 2.5 è stato preparato, con uno specchio più grande. Sfortunatamente, il dispiegamento di questo satellite fallì e lo specchio rimase impigliato in un'antenna della navicella spaziale Progress. Dopo i tentativi falliti di liberare lo specchio, il satellite è stato deorbitato e insieme a Znyamya 2.5 il programma è andato in cenere.

Quale sarebbe stato l’impatto se l’URSS e il suo stato successore avessero lanciato in orbita centinaia o addirittura migliaia di satelliti Znamya?

Inquinamento luminoso

Come sarebbe un mondo senza piatti notturni? Anche questa non è una questione del tutto teorica, come ben sanno coloro che vivono ai poli della Terra o nelle loro vicinanze. Ma non è semplicemente una questione di giorno o di notte: ogni anno in tutto il mondo il cielo si schiarisce un po' di più durante la notte. A questo punto oltre un terzo della popolazione mondiale non riesco a vedere la Via Lattea non più di notte, il che non è solo un inconveniente estetico, ma ha anche implicazioni molto reali per la salute umana. Gran parte di ciò è dovuto al modo in cui influenza il ritmo circadiano e i suoi aspetti, come la produzione di melatonina.

An numero crescente di prove sostiene l’idea che l’esposizione alla luce (artificiale) durante la notte sopprime la produzione di melatonina, che può avere una serie di effetti indesiderati, tra cui difficoltà di sonno e persino lo sviluppo del cancro. UN Studio di revisione del 2018 di Leena Tähkämö e colleghi Chronobiology International scopre che anche un aumento dei livelli di illuminazione di fondo (anche con gli occhi chiusi) può influenzare il ritmo circadiano. Questo è anche un problema con le donne incinte, a uno studio del 2021 di Karin Windsperger, MD e colleghi Nascita sulla facilità del parto e sulla salute dei neonati descrive. Poiché la melatonina passa attraverso la placenta, un ritmo circadiano materno interrotto influenzerà negativamente anche lo sviluppo del feto.

I impatti ecologici di una notte decrescente in mezzo a fenomeni come bagliore del cielo spaziano da nuove pressioni selettive su insetti e mammiferi notturni – ad es. diminuite efficacia del camuffamento – al rischio di estinzione di intere specie, come nel caso delle tartarughe appena nate che sanno solo allontanarsi dal buio (la costa) e dirigersi verso la zona più luminosa (l’oceano illuminato dalla luna), ma finiscono invece per strisciare su strade ben illuminate dove troppo spesso trovano la loro morte prematura. IL caso della Torre delle Poste a Bonn, in Germania, dimostra chiaramente come gli uccelli possano essere disorientati dall'inquinamento luminoso proveniente dagli edifici e conseguentemente scontrarsi con gli stessi.

Giorno eterno

Più recentemente, l’attenzione rivolta agli specchi spaziali sembra essere basata sull’affrontare il problema principale dei parchi solari fotovoltaici, ovvero la loro mancanza di produzione quando cala la notte. Proprio come i pianificatori sovietici immaginavano che taglialegna e agricoltori lavorassero in modo produttivo alla luce del giorno eterna, così anche gli odierni parchi solari produrrebbero energia 2020 ore su XNUMX. Sebbene Reflect Orbital non abbia rilasciato molti – se non nessuno – dettagli su come sarebbe la costellazione di satelliti proposta, un progetto (supportato da una sovvenzione UE Orizzonte XNUMX) uno studio del 2024 di Onur Çelik e Colin R. McInnes, come pubblicato in Acta Astronautica, dal titolo Un progetto di costellazione per riflettori solari orbitanti per migliorare l'energia solare terrestre descrive in dettaglio alcuni approcci di distribuzione.

Questo articolo suggerisce inizialmente 20 specchi spaziali in orbite eliosincrone al terminatore alba/tramonto, in un modo abbastanza tipico Costellazione del camminatore. Ciò che non è tipico è che i satelliti, invece di cercare di mimetizzarsi nell'oscurità dello spazio, facciano invece l'equivalente di un chiarore satellitare salito a ben oltre 9,000. Piuttosto che un luccichio che potrebbe disturbare un astronomo che cerca di catturare il cielo notturno, farebbe invece esplodere un raggio di luce solare abbastanza stretto nell'atmosfera terrestre. Poiché l'atmosfera terrestre non è un mezzo otticamente trasparente, ma rifrange e diffonde la luce (quindi Diffusione di Rayleigh e cieli azzurri), questo creerebbe un bagliore dall'inferno se sei un astronomo.

Solo questo aspetto dovrebbe essere sufficiente a disingannare chiunque dall’idea di provare gli specchi spaziali per scacciare la notte. Quando non sta rovinando ulteriormente l'astronomia, gli altri aspetti degli effetti sulla salute umana, della distruzione ecologica e di qualsiasi conseguenza entusiasmante che vorremmo scoprire di conseguenza, il costo assoluto e la complessità di mettere questi enormi specchi nello spazio e controllarli dovrebbero dare chiunque si fermi.

Puntare gli specchi spaziali verso la Terra e colpire alcuni parchi solari fotovoltaici è un'impresa in cui, se si presta attenzione, il marketing e gli studi non sembrano mai menzionare nuvole, nebbia o altri eventi meteorologici che impediscono alla luce del sole di raggiungere anche la superficie terrestre. Nel frattempo abbiamo fonti di energia a basse emissioni di carbonio che non richiedono specchi spaziali o distruzione ecologica per produrre 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX.

Riappropriarsi della notte

Se è l'energia solare quello che desideri, ma la mancanza di una produzione 24 ore su 7, XNUMX giorni su XNUMX, ti scoraggia, allora energia solare a concentrazione (CSP) esiste da un po'. Sebbene la forma CSP basata su torre, come Ivanpah nel deserto del Mojave, abbia una cattiva reputazione se non altro per i suoi poteri di uccisione degli uccelli, la CSP parabolica elude molti dei problemi, incluso il meno complicato inseguimento solare, grazie alla parte parabolica . Il CSP generalmente viene fornito con un proprio sistema di accumulo termico, che fornisce al CSP un accumulo di energia integrato per ore e lo rende quindi una fonte di energia dispacciabile.

Anche se il solare fotovoltaico senza accumulo viene utilizzato per ottenere un rendimento più elevato, le fonti di energia dispacciabili sono oggigiorno più apprezzate, il che è perché Il CSP sta tornando alla ribalta. Questi impianti solari produrranno felicemente energia durante la notte dal calore immagazzinato, anche se funzionano meglio in aree con molto sole. Proprio come l’opzione non solare delle dighe nucleari e idroelettriche, queste non condividono il difetto principale che rende il solare fotovoltaico così difficile da gestire, pur essendo dispacciabile, a basso contenuto di carbonio e non rovina la notte e l’astronomia più di quanto abbiamo già fatto. gestito finora.

Considerando l’importanza di mantenere il ciclo giorno-notte sulla Terra in base alle prove che abbiamo a disposizione, si spera di non vedere mai gli specchi spaziali diventare una realtà, e di poter invece concentrarsi su tecnologie che renderanno davvero migliore la vita sulla Terra. Oppure, se davvero vogliamo realizzare il solare fotovoltaico e i satelliti, possiamo farlo bruciare una grossa somma di denaro con l’energia solare spaziale lasciando intatta la preziosa notte.

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