Novo estudo propõe um gigante, escudo de explosão solar baseado no espaço para a terra
p Um novo estudo realizado por uma equipe do Harvard Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) propõe o uso de um escudo magnético para proteger a Terra da atividade de explosões solares. Crédito:NASA Goddard Space Flight Center
p Na modernidade de hoje, mundo acelerado, a atividade humana depende muito da infraestrutura elétrica. Se a rede elétrica cair, nossos sistemas de controle de clima serão desligados, nossos computadores vão morrer, e todas as formas eletrônicas de comércio e comunicação cessarão. Mas além disso, a atividade humana no século 21 também está se tornando cada vez mais dependente da infraestrutura localizada em Low Earth Orbit (LEO). p Além dos muitos satélites de telecomunicações que estão atualmente no espaço, há também a Estação Espacial Internacional e uma frota de satélites GPS. É por esta razão que a atividade de explosão solar é considerada um perigo sério, e sua mitigação é uma prioridade. Procurando resolver isso, uma equipe de cientistas da Universidade de Harvard divulgou recentemente um estudo que propõe uma solução ousada - colocar um escudo magnético gigante em órbita.
p O estudo - que foi trabalho do Doutor Manasavi Lingam e do Professor Abraham Loeb do Harvard Smithsonian Center for Astrophysicist (CfA) - apareceu recentemente online sob o título "Estratégia de Impacto e Mitigação para Futuras Flares Solares". Como eles explicam, explosões solares representam um risco particularmente grave no mundo de hoje, e se tornará uma ameaça ainda maior devido à crescente presença da humanidade no LEO.
p As explosões solares têm sido uma preocupação constante por mais de 150 anos, desde o famoso evento Carrington de 1859. Desde aquela época, muito esforço foi dedicado ao estudo das erupções solares, tanto do ponto de vista teórico quanto observacional. E graças aos avanços que foram feitos nos últimos 200 anos em termos de astronomia e exploração espacial, muito se aprendeu sobre o fenômeno conhecido como "clima espacial".
p Ao mesmo tempo, A crescente dependência da humanidade da eletricidade e da infraestrutura baseada no espaço também nos tornou mais vulneráveis a eventos climáticos espaciais extremos. Na verdade, se o evento de Carrington acontecesse hoje, estima-se que causaria danos globais às redes de energia elétrica, comunicações de satélites, e cadeias de abastecimento globais.
p As perdas econômicas mundiais cumulativas, de acordo com um relatório de 2009 do Space Studies Board ("Severe Space Weather Events - Understanding Societal and Economic Impacts"), seria $ 10 trilhões, e a recuperação levaria vários anos. E ainda, como o professor Loeb explicou à Universe Today por e-mail, esta ameaça do espaço recebeu muito menos atenção do que outras ameaças possíveis.
p “Em termos de risco do céu, a maior parte da atenção no passado foi dedicada aos asteróides, "disse Loeb." Eles mataram os dinossauros e seu impacto físico no passado foi o mesmo que será no futuro, a menos que suas órbitas sejam desviadas. Contudo, As explosões solares têm pouco impacto biológico e seu principal impacto é na tecnologia. Mas um século atrás, não havia muita infraestrutura tecnológica por perto, e a tecnologia está crescendo exponencialmente. Portanto, o dano é altamente assimétrico entre o passado e o futuro. "
p Para endereçar isto, Lingham e Loeb desenvolveram um modelo matemático simples para avaliar as perdas econômicas causadas pela atividade da explosão solar ao longo do tempo. Esse modelo considerou o risco crescente de danos à infraestrutura tecnológica com base em dois fatores. Para um, eles consideraram o fato de que a energia de uma erupção solar aumenta com o tempo, em seguida, juntamente com o crescimento exponencial da tecnologia e do PIB.
p Conceito artístico de um grande asteróide passando pelo sistema Terra-Lua. Crédito:Uma combinação de imagens ESO / NASA cortesia de Jason Major / Lights in the Dark.
p O que eles determinaram foi que em escalas de tempo mais longas, os raros tipos de erupções solares muito poderosas tornam-se muito mais prováveis. Juntamente com a crescente presença da humanidade e dependência de espaçonaves e satélites em LEO, isso vai se somar a uma conjunção perigosa em algum lugar no caminho. Ou como Loeb explicou:
p "Prevemos que dentro de aproximadamente 150 anos, haverá um evento que causa danos comparáveis ao atual PIB dos EUA de ~ 20 trilhões de dólares, e o dano aumentará exponencialmente em tempos posteriores até que o desenvolvimento tecnológico se sature. Essa previsão nunca foi tentada antes. Também sugerimos uma nova ideia de como reduzir o dano das partículas energéticas por um escudo magnético. Esta ideia foi minha e não foi proposta antes. "
p Para lidar com esse risco crescente, Lingham e Loeb também consideraram a possibilidade de colocar um escudo magnético entre a Terra e o sol. Este escudo seria colocado no Ponto 1 de Lagrange Terra-sol, onde seria capaz de desviar partículas carregadas e criar um arco voltaico artificial ao redor da Terra. Nesse sentido, este escudo protegeria a Terra de uma forma semelhante ao que seu campo magnético já faz, mas com maior efeito.
p Com base em sua avaliação, Lingham e Loeb indicam que tal escudo é tecnicamente viável em termos de seus parâmetros físicos básicos. Eles também foram capazes de fornecer um cronograma rudimentar para a construção deste escudo, para não mencionar algumas avaliações de custo aproximadas. Como Loeb indicou, tal escudo poderia ser construído antes do fim deste século, e por uma fração do custo do que seria incorrido com os danos da explosão solar.
p Ilustração do defletor magnético proposto colocado no Ponto Lagrange Terra-sol L1. Crédito:Lingam e Loeb, 2017
p “O projeto de engenharia associado ao escudo magnético que propomos pode levar algumas décadas para ser construído no espaço, "disse ele." O custo para elevar a infraestrutura necessária ao espaço (pesando 100, 000 toneladas) provavelmente será da ordem de 100 bilhões de dólares, muito menos do que os danos esperados ao longo de um século. "
p Interessantemente suficiente, a ideia de usar um escudo magnético para proteger os planetas já foi proposta antes. Por exemplo, este tipo de escudo também foi o tema de uma apresentação no "Workshop de Visão da Ciência Planetária 2050" deste ano, que foi hospedado pela Divisão de Ciência Planetária (PSD) da NASA. Este escudo foi recomendado como um meio de melhorar a atmosfera de Marte e facilitar a missão da tripulação à sua superfície no futuro.
p Durante a apresentação, intitulado "A Future Mars Environment for Science and Exploration", O diretor da NASA Jim Green discutiu como um escudo magnético poderia proteger a tênue atmosfera de Marte do vento solar. Isso permitiria que ele se reabastecesse com o tempo, que teria o benefício adicional de aquecer Marte e permitir que a água líquida flua novamente em sua superfície. Se isso soa semelhante a propostas para terraformar Marte, é porque é.
p Além da Terra e do sistema solar, as implicações para este estudo são bastante esmagadoras. Nos últimos anos, muitos planetas terrestres foram encontrados orbitando dentro de sistemas estelares próximos do tipo M (também conhecido como anã vermelha). Por causa da maneira como esses planetas orbitam perto de seus respectivos sóis, e a natureza variável e instável das estrelas do tipo M, os cientistas expressaram dúvidas sobre se esses planetas poderiam ou não ser habitáveis.
p Impressão artística de uma estrela anã vermelha flamejante, orbitado por um exoplaneta. Crédito:NASA, ESA, e G. Bacon (STScI)
p Resumidamente, cientistas aventuraram que ao longo de bilhões de anos, planetas rochosos que orbitam perto de seus sóis, estão bloqueados por maré com eles, e estão sujeitos a erupções solares regulares perderiam suas atmosferas. A este respeito, escudos magnéticos podem ser uma solução possível para a criação de colônias extra-solares. Coloque um grande escudo em órbita no ponto de Lagrange L1, e você nunca mais terá que se preocupar com poderosas tempestades magnéticas devastando o planeta!
p Além disso, este estudo oferece uma solução possível para o Paradoxo de Fermi. Ao procurar por sinais de Inteligência Extraterrestre (ETI), pode fazer sentido monitorar estrelas distantes em busca de sinais de um escudo magnético em órbita. Como o Prof. Leob explicou, tais estruturas podem já ter sido detectadas em torno de estrelas distantes, e poderia explicar algumas das observações incomuns que os astrônomos fizeram:
p "A impressão de um escudo construído por outra civilização pode envolver as mudanças que induz no brilho da estrela hospedeira devido à ocultação (comportamento semelhante à estrela de Tabby) se a estrutura for grande o suficiente. A situação pode ser semelhante às esferas de Dyson, mas em vez de colher a energia da estrela, o propósito da infraestrutura é proteger uma civilização tecnológica em um planeta das chamas de sua estrela hospedeira. "
p É uma conclusão precipitada que, com o progresso do tempo e da tecnologia, a presença da humanidade no (e a confiança no) espaço aumentará. Como tal, preparar-se para os eventos climáticos espaciais mais drásticos que o sistema solar pode lançar sobre nós faz sentido. And when it comes to the big questions like "are we alone in the Universe?", it also makes sense to take our boldest concepts and proposals and consider how they might point the way towards extra-terrestrial intelligence.